Question

利用下左图所示实验装置可以测定常温常压下气体的摩尔体积。

c

甲同学利用如上左图装置，根据下列步骤完成实验：①装配好装置，作气密性检查。②用砂纸擦去镁带表面的氧化物，然后取0.108g的镁带。③取下A瓶加料口的橡皮塞，用小烧杯加入20mL水，再把已称量的镁带加到A瓶的底部，用橡皮塞塞紧加料口。④用注射器从A瓶加料口处抽气，使B瓶导管内外液面持平。⑤用注射器吸取10mL3mol·L^-1硫酸溶液，用针头扎进A瓶加料口橡皮塞，将硫酸注入A瓶，注入后迅速拔出针头。⑥当镁带完全反应后，读取C瓶中液体的体积，记录数据。⑦用注射器从A瓶加料口处抽出8.0mL气体，使B瓶中导管内外液面持平。⑧读出C瓶中液体体积是115.0mL。完成下列填空：

（1）常温常压下的压强为        ，温度为        。

（2）在常温常压下气体摩尔体积理论值约为24.5L/mol，甲同学测出此条件下lmol气体的体积为________，计算此次实验的相对误差为________%〈保留2位有效数字）。引起该误差的可能原因是___________________________________________。

a.镁带中含铝； b.没有除去镁带表面的氧化物；c.反应放热；d.所用硫酸的量不足

（3）丙同学提出可用如上右图装置完成该实验。该装置气密性的检查方法是：_____________。

（4）与原方案装置相比，丙同学使用的装置实验精度更高。请说明理由（回答两条）____________________________________，_____________________________________。

Answer

（1）101KPa ，25℃（298K）（2）25.1L 2.5 ac（3）快速上移或下移水准管，若量气管内液面最终与水准管液面存在稳定的液面差即气密性良好（4）压强：该装置能更简便、更准确地控制气压不变；温度：借助水浴装置，实验温度更接近常温（水浴能减小反应放热带来的误差）；精度：量气管由滴定管改制，读数更精确。

【解析】

试题分析：（1）常温常压下的压强为101KPa ，温度为25℃（298K）。

（2）分析实验步骤知加入硫酸的体积也排除装置内的气体使C瓶中液体体积增加，用注射器从A瓶加料口处抽气，使B瓶导管内外液面持平，抽出气体的体积应加在氢气体积之中；根据反应：Mg + 2H+==Mg2+ + H2↑计算0.108g的镁带与10mL3mol·L-1硫酸溶液反应生成氢气的物质的量为0.0045mol，产生氢气的体积等与C瓶中液体的体积减去在常温常压下的体积为（115.0-10+8.0）mL=113mL=0.113L，则甲同学测出此条件下lmol气体的体积为0.113L÷0.0045=25.1L，又常温常压下气体摩尔体积理论值约为24.5L/mol，此次实验的相对误差为（25.1-24.5）/24.5×100%=2.5%。a.等质量的镁和铝与足量硫酸反应，铝产生的氢气多，镁带中含铝，生成氢气的体积偏大，正确；b.没有除去镁带表面的氧化物，与足量硫酸反应生成氢气的体积偏小，错误；c.反应放热，气体受热膨胀，体积偏大，正确；d.所用硫酸的量不足，产生氢气的体积偏小，错误，选ac。

（3）右图装置气密性的检查方法是快速上移或下移水准管，若量气管内液面最终与水准管液面存在稳定的液面差即气密性良好。

（4）气体体积的受温度和压强影响，从温度和压强角度分析。与原方案装置相比，丙同学使用的装置实验精度更高，原因是压强：该装置能更简便、更准确地控制气压不变；温度：借助水浴装置，实验温度更接近常温（水浴能减小反应放热带来的误差）；精度：量气管由滴定管改制，读数更精确。

考点：考查化学实验方案的分析、评价，气体摩尔体积的测定。