王同學與三位同班同學在「探究與實作」課後,想以「氣體的反應物與生成物的定量關係」作為探究的主題。在張老師的指導下,設計一個可操作的實驗。實驗過程如下:
(1)從管理室領取一塊含鈣的白色固體甲,先將其打碎後做一系列的實驗。
(2)固體甲不溶於水,但溶於稀鹽酸,並產生一種無色氣體乙。
(3)氣體乙會使澄清的石灰水混濁,產生沉澱丙,繼續通入氣體乙,則溶液的濁度逐漸增高,達最高點後逐漸降低。至此同學們討論並推測固體甲與沉澱丙可能是同一化合物,而且更進一步推測出甲、乙與丙是什麼化合物。不過,對於如何測定氣體與沉澱的量束手無策,於是再請教了張老師。老師借給了同學們氣體計量器與濁度計各一部。四位同學研討了許久,並做了多次預備實驗,終於找出了溶液的濁度與沉澱的質量關係。
(4)為了研究氣體反應物乙與固體生成物丙的定量關係,取了一個盛裝氣體乙的鋼瓶,在20℃以及795mm-Hg的壓力下,經過氣體計量器,徐徐把氣體乙連續通入5升的澄清石灰水 \mathrm{Ca(OH)_2} 中,則見溶液逐漸變渾濁。
(5)在通入氣體乙的過程中,每通入20mL氣體,就測量溶液的濁度 T。
(6)最後將溶液的濁度 T 換算成沉澱丙的質量 W,得表2。
| 測量序數 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
氣體乙的體積 V(mL) | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 | 120 | 140 | 160 |
沉澱丙的質量 W(mg) | 87 | 175 | 260 | 350 | 370 | 280 | 190 | 105 |
已知在此實驗的溫度與壓力下,1 mol的氣體約23升,則根據實驗結果回答下列問題。(共12分)
- 為什麼通入氣體乙於澄清的
\mathrm{Ca(OH)_2}溶液,則見溶液的濁度逐漸增高。(2分)
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