Question

利用如圖所示實驗裝置可以測定一定條件下1mol氣體的體積．圖中儀器C稱為液體量瓶，瓶頸上有110～130mL刻度線．將一定質(zhì)量的鎂帶和過量的稀硫酸在儀器A瓶中完全反應(yīng)，產(chǎn)生的H₂將B瓶中的液體壓入液體量瓶中，根據(jù)液體的體積可以轉(zhuǎn)換成H₂的體積．
實驗步驟：
①裝配好化學(xué)反應(yīng)氣體體積測定儀，作氣密性檢查．
②用砂紙擦去鎂帶表面的氧化物，然后稱取0.100～0.110g的鎂帶，把數(shù)據(jù)記錄于表格中．
③取下A瓶加料口的橡皮塞，用小燒杯加入20mL水，再把已稱量的鎂帶加到A瓶的底部，用橡皮塞塞緊加料口．
④用注射器從A瓶加料口處抽氣，使B瓶導(dǎo)管內(nèi)外液面持平．
⑤用注射器吸取10mL 3mol/L硫酸，用針頭扎進(jìn)A瓶加料口橡皮塞，將硫酸注入A瓶，注入后迅速拔出針頭．
⑥當(dāng)鎂帶完全反應(yīng)后，讀取C瓶中液體的體積，把數(shù)據(jù)記錄于表格．
⑦用注射器從A瓶加料口處抽氣，使B瓶中導(dǎo)管內(nèi)外液面持平，記錄抽出氣體的體積，把數(shù)據(jù)記錄于表格．
重復(fù)上述操作進(jìn)行第二次實驗，避免偶然誤差．
根據(jù)上述實驗方法回答下列問題：
實驗室溫度：25℃；壓強：101kPa．該條件下1mol氫氣體積的理論值為24.5L．
（1）連接裝置及氣密性檢查：當(dāng)A瓶加料口塞上橡膠塞，

 

可以確認(rèn)裝置氣密性合格．
（2）B中所裝液體一般是

 

（填“水”或“品紅”）．
A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

 

．
（3）實驗數(shù)據(jù)如下：溫度：25℃（鎂元素的相對原子質(zhì)量為24.3）

實驗 次數(shù)	m（Mg）/g	硫酸體 積/mL	液體量瓶中 液體體積/mL	抽出氣體 體積/mL	氫氣體 積/mL	計算1mol 氫氣體積/L
1	0.100	10.0	110.0	6.5	x
2	0.115	10.0	121.0	8.0

①上表中x=

 

；
②計算1mol氫氣體積：兩次實驗的平均值=

 

L；
③計算實驗誤差：

實驗值-理論值

理論值

×100%=

 

；
④引起該誤差的可能原因是

 

（填字母）．
A．鎂帶中含有跟硫酸不反應(yīng)的雜質(zhì)
B．沒有除去鎂帶表面的氧化鎂
C．鎂帶中含有雜質(zhì)鋁
D．所用稀硫酸不足量．

Answer 1

考點：探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量

專題：實驗探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：（1）裝置氣密性可以利用裝置內(nèi)氣體壓強變化和液面變化分析判斷裝置氣密性；
（2）利用品紅溶液呈紅色便于觀察液面調(diào)整，A中是鎂和硫酸反應(yīng)生成硫酸鎂和氫氣，依據(jù)產(chǎn)物寫出離子方程式；
（3）①依據(jù)實驗步驟分析，加入的硫酸溶液體積也計算在量氣瓶中的液體體積，反應(yīng)后抽出的氣體體積調(diào)整液面平衡，所以需要在氣體體積中加入抽出氣體的體積；
②依據(jù)實驗的數(shù)據(jù)計算兩次體積平均值；
③依據(jù)實驗誤差計算公式和計算得到的數(shù)據(jù)計算；
④A、鎂帶中含有跟硫酸不反應(yīng)的雜質(zhì)，對反應(yīng)生成氫氣量減少，體積偏��；
B、鎂條表面的氧化物沒有除，部分氧化物和硫酸反應(yīng)而沒有氣體生成，會導(dǎo)致氣體體積偏�。�
C、鎂帶中含有少量的鋁，相同質(zhì)量的鎂和鋁，鋁生成的氫氣多，所以會導(dǎo)致氣體體積偏大；
D、所用稀硫酸不足量，鎂條不能全部反應(yīng)，生成氫氣減小，體積偏小；

解答： 解：（1）當(dāng)A瓶加料口塞上橡膠塞，微熱，儲液瓶（B瓶）內(nèi)導(dǎo)管中液面會上升，觀察上升液面在一段時間內(nèi)無明顯下降，證明裝置氣密性完好；
故答案為：儲液瓶（B瓶）內(nèi)導(dǎo)管中液面會上升，觀察上升液面在一段時間內(nèi)無明顯下降；
（2）品紅溶液呈紅色，比水更直觀觀察液面變化；裝置中的反應(yīng)是鎂和硫酸反應(yīng)生成硫酸鎂和氫氣的反應(yīng)，反應(yīng)離子方程式為：Mg+2H⁺═Mg²⁺+H₂↑；
故答案為：品紅；Mg+2H⁺═Mg²⁺+H₂↑；
（3）①實驗步驟分析，加入的硫酸溶液體積也計算在量氣瓶中的液體體積，反應(yīng)后抽出的氣體體積調(diào)整液面平衡，所以需要在氣體體積中加入抽出氣體的體積；
圖表數(shù)據(jù)分析氣體體積X=110mL-10mL+6.5mL=106.5mL；
故答案為：106.5；
②實驗1測定體積為106.5mL，計算得到1mol氫氣的體積=

0.1065L×24.3g/mol

0.100g

×1mol=25.9L；實驗2測定氫氣的體積=121mL-10mL+8mL=119mL，計算得到1mol氫氣的體積=

0.119L×24.3g/mol

0.115g

×1mol=25.1L；兩次測定的平均值=

25.9+25.1

2

=25.5L
故答案為：25.5；
③實驗誤差=

實驗值-理論值

理論值

×100%=

25.5-24.5

24.5

×100%=4.08%
故答案為：4.08%；
④實際測得1mol氫氣的體積為25.5L，理論上為22.4L，則實際上偏大，
A、鎂帶中含有跟硫酸不反應(yīng)的雜質(zhì)，對反應(yīng)生成氫氣量減少，體積偏小，故A錯誤；
B、鎂條表面的氧化物沒有除，部分氧化物和硫酸反應(yīng)而沒有氣體生成，會導(dǎo)致氣體體積偏小，故B錯誤；
C、鎂帶中含有少量的鋁，相同質(zhì)量的鎂和鋁，鋁生成的氫氣多，所以會導(dǎo)致氣體體積偏大，故C正確；
D、所用稀硫酸不足量，鎂條不能全部反應(yīng)，生成氫氣減小，體積偏小，故D錯誤；
故答案為：C．

點評：本題考查了探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量的實驗設(shè)計，主要是測定物質(zhì)氫氣體積的方法和步驟，數(shù)值換算和數(shù)據(jù)應(yīng)用，誤差分析判斷的依據(jù)，注意表格中數(shù)據(jù)的計算應(yīng)用，題目難度中等．