Question

【題目】某研究性學習小組為證明在同溫同壓下，相同濃度、相同體積的酸性不同的一元酸與鎂帶反應時，生成氫氣的體積相同而反應速率不同，同時測定實驗室條件下的氣體摩爾體積，設計的簡易實驗裝置如圖所示。

該實驗的主要操作步驟如下：

①配制濃度均為1 mol·L－1的鹽酸和醋酸溶液；

②用酸式滴定管量取10.00 mL 1 mol·L－1的鹽酸和醋酸溶液分別加入兩個錐形瓶中；

③分別稱取除去表面氧化膜的鎂帶ag，并系于銅絲末端，a的數(shù)值至少為_____；

④在廣口瓶中裝足量的水，按圖連接好裝置，檢查裝置的氣密性；

⑤將銅絲向下移動，使足量鎂帶浸入酸中(銅絲不與酸接觸)，至反應完全，記錄_________；

⑥反應結(jié)束后待溫度恢復到室溫，若丙中液面高于乙中液面，讀取量筒中水的體積前，應__________，讀取量筒中水的體積為VmL。

請將上述步驟補充完整并回答下列問題：

(1)用文字表述④檢查該裝置氣密性的操作與觀察方法：________。

(2)本實驗中應選用__________(填字母)量筒。

A.100 mL B.200 mL C.500 mL

(3)若水蒸氣的影響忽略不計，在實驗室條件下，氣體摩爾體積的計算式Vm＝_____。

(4)上述速率不等的原因是_________，銅絲不與酸接觸的原因是__________。

Answer 1

【答案】0.12 反應起始和終止的時間 將乙緩緩向上平移至乙與丙中液面在同一水平面上 兩手掌緊貼錐形瓶外壁一段時間，如觀察到廣口瓶中右導管內(nèi)上升一段水柱，表明裝置不漏氣 B 0.2VL·mol－1 酸的濃度相同時，電離出的c(H＋)不同 防止形成Mg－Cu－酸原電池，干擾實驗現(xiàn)象的觀察

【解析】

（1）由圖可知用熱捂法檢查氣密性；

（2）根據(jù)反應的化學方程式計算生成標況下氫氣的體積，然后判斷量筒規(guī)格；

（3）根據(jù)氣體摩爾體積Vm=V/n進行計算；

（4）從影響化學反應速率的因素之濃度來分析；根據(jù)鎂與銅易形成原電池，加快反應速率，干擾實驗測定。

③10.00 mL 1 mol·L－1的鹽酸和醋酸溶液，不管醋酸還是鹽酸，其物質(zhì)的量均為0.01mol，設所需鎂帶質(zhì)量為m，由Mg與酸的反應方程式可得如下關(guān)系：

要使H＋完全反應，鎂帶的質(zhì)量至少為＝0.12 g。

⑤反應過程中要記錄反應完成所需要的時間，從而比較反應速率。

⑥讀取體積前應調(diào)節(jié)乙中的氣體壓強與外界大氣壓強相等，可將乙緩緩上移至乙與丙中液面在同一水平面上。

（1）由題中實驗裝置可知檢查該裝置氣密性可以用微熱法，即微熱錐形瓶外壁一段時間，觀察到廣口瓶中右導管內(nèi)是否上升一段水柱；

（2）由于實驗條件接近標準狀況，可按標準狀況進行計算來估算氫氣體積。設本實驗中產(chǎn)生的氣體體積為VmL

列等式可得V=112 mL，而實驗是在室溫下進行，溫度高于標況的0℃，壓強是相同的，那么氫氣的體積會比112ml大一些，所以應選200 mL量筒。

（3）生成氫氣的物質(zhì)的量是0.005mol，則實驗室條件下的氣體摩爾體積Vm＝＝0.2VL· mol－1。

（4）由于相同濃度的鹽酸和醋酸溶液中c(H+)不同，因而反應速率不同。銅絲若與酸接觸會構(gòu)成原電池，加快反應速率，影響實驗結(jié)果。