Question

（14分）某研究性学习小组欲测定室温下(25 ℃、101 kPa)的气体摩尔体积，请回答以下问题。

该小组设计的简易实验装置如图所示：

该实验的主要操作步骤如下：

①配制100 mL 1.0 mol/L的盐酸溶液；

②用________(填仪器名称并注明规格)量取7.5mL 1.0 mol/L的盐酸溶液加入锥形瓶中；

③称取a g已除去表面氧化膜的镁条，并系于铜丝末端，为使HCl全部参加反应，a的数值至少为________；

④往广口瓶中装入足量水，按上图连接好装置，检查装置的气密性；

⑤反应结束后待体系温度恢复到室温，读出量筒中水的体积为V mL。

请将上述步骤补充完整并回答下列问题。

（1）步骤①中，配制100 mL 1.0 mol/L的盐酸溶液时，下列哪些操作会使配制浓度偏小（填写字母）____。

A 用量筒量取浓盐酸时，俯视量筒的刻度   B容量瓶未干燥即用来配制溶液

C浓盐酸在烧杯中稀释时，搅拌时间过长   D．定容完成后，将容量瓶倒置摇匀后，发现液面低于刻度线

E．在容量瓶中定容时俯视容量瓶刻度线     F．烧杯中有少量水

（2）请填写操作步骤中的空格：步骤②_______________　步骤③___________

（3）实验步骤⑤中应选用__________(填字母)的量筒。

A．100 mL　　　　　B．200 mL　　　　　C．500 mL

（4）读数时除恢复到室温外，还要注意①______________，②_____________________。

（5）忽略水蒸气影响，在该条件下测得气体摩尔体积的计算式为Vm＝____L/mol。

Answer

（1）A C （2）②10 mL量筒 ③0.090（未保留两位有效数字扣一分）

（3）A （4）调节量筒高度，使量筒内的液面与集气瓶内的液面相平 ；读数时眼睛视线应与量筒中水的凹液面相平

（5）4 V /15（或者1/3.75V）。

【解析】

试题分析：(1)A．用量筒量取浓盐酸时，俯视量筒的刻度,则浓盐酸的体积偏小，溶质的物质的量偏少，所以配制的溶液的浓度就偏低；正确；B．容量瓶未干燥即用来配制溶液，由于不影响溶质、溶剂的多少，所以对溶液的浓度无影响，错误；C．浓盐酸在烧杯中稀释时，搅拌时间过长，则溶质会挥发，溶质的物质的量偏少，则所配溶液的浓度就偏低，正确；D．定容完成后，将容量瓶倒置摇匀后，发现液面低于刻度线，由于溶液有均一性，所以对溶液的浓度无影响，错误；E．在容量瓶中定容时俯视容量瓶刻度线，则溶液的体积偏小，使所配溶液的浓度就偏高，错误；F．烧杯中有少量水，对溶液的浓度不产生任何影响，错误。（2）填写操作步骤中的空格：步骤②中为了减小误差，应该选择与7.5mL最接近的规格的量筒，用10 mL量筒；步骤③n(HCl)= 1mol/L×0.0075L =0.0075mol,因为Mg与盐酸反应时是按照1:2的物质的量关系反应的，则m(Mg)= (0.0075mol÷2)×24g/mol=0.090g. （3）n(H2)=1/2n(HCl)= 0.00375mol,若在标准状况下，则V=n·Vm=0. 00375mol×22400ml/mol=84ml，由于室温下温度高于标准状况，所以气体摩尔体积大于22.4L/mol,因此产生的氢气的体积略大于84ml，因此在实验步骤⑤中应选用100 mL量筒，选项是 A。 （4）读数时除恢复到室温外，还要注意①调节量筒高度，使量筒内的液面与集气瓶内的液面相平 ；②读数时眼睛视线应与量筒中水的凹液面相平；（5）在相同的外界条件下，气体的体积等于它排开的液体的体积。忽略水蒸气影响，n(HCl)= 0.00075mol,根据反应方程式：Mg+2HCl=MgCl2+H2↑,则n(H2)=1/2n(HCl)=0. 00375mol,V(H2)= V mL,根据n=V÷Vm可得Vm=V÷n=0.001VL÷0.00375mol=V /3.75=4 V /15 。

考点：考查配制溶液时的误差分析、仪器的选择与使用、气体摩尔体积的计算的知识。