Question

高錳酸鉀是一種鹽，可溶于水，溶液顯紫紅色．課本上有一個(gè)“估算高錳酸根離子的大小”的實(shí)驗(yàn)，某同學(xué)按課本實(shí)驗(yàn)步驟操作如下：
①取一小粒高錳酸鉀晶體（實(shí)驗(yàn)室用的高錳酸鉀晶體粒徑大約為1--3毫米），用毫米刻度尺測量并估算其體積為Vmm³；
②將該高錳酸鉀晶體溶解在有10毫升水的試管1中；
③從試管1中取出1毫升溶液，將其加人有9毫升水的試管2中（第一次稀釋）；
④從試管2中取出1毫升溶液，將其加人有9毫升水的試管3中；
⑤以上述方法繼續(xù)稀釋高錳酸鉀溶液，到剛看不出高錳酸鉀溶液的紫紅色為止時(shí)，共稀釋10次；
特別提示：已知在第9次稀釋時(shí)，還能看出溶液呈淡紫紅色．此時(shí)10毫升溶液中有1000個(gè)高錳酸根離子．該數(shù)據(jù)可作為本實(shí)驗(yàn)的估算比較標(biāo)準(zhǔn)．
請回答以下問題：
（1）在取1毫升高錳酸鉀溶液時(shí)，若俯視量筒讀數(shù)，則所取溶液體積    1毫升（選填“大于”、“等于”或“小于”）．
（2）下列課本中的哪一個(gè)實(shí)驗(yàn)，與本實(shí)驗(yàn)方法相似的是    ．
A．驗(yàn)證植物光合作用產(chǎn)生氧氣    B．測定空氣中氧氣的含量
C．用pH試紙測定溶液的酸堿度   D．探究物體所受浮力與排開水的關(guān)系
（3）要提高該實(shí)驗(yàn)估算的準(zhǔn)確度，下列哪兩種改進(jìn)方法一定正確的是    ．
A．在一支試管中加人蒸餾水作為無色標(biāo)準(zhǔn)，與稀釋后的溶液加以比對
B．每次稀釋時(shí)都從試管中取2毫升溶液，將其加人有18毫升水的試管中
C．將高錳酸鉀晶體放人盛有蒸餾水的量筒中，根據(jù)量筒中液面變化，測量其體積
D．用托盤天平稱量一小粒高錳酸鉀晶體的質(zhì)量，根據(jù)其密度計(jì)算出體積
（4）按該同學(xué)實(shí)驗(yàn)方法估算高錳酸根離子的大小約是     mm³；（用式子表示）

Answer 1

【答案】分析：（1）根據(jù)量筒的讀數(shù)方法分析：平視凹液面的最低處，仰視或俯視都會影響讀數(shù)或量取；
（2）根據(jù)本實(shí)驗(yàn)研究的方法分析；
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的目的：要提高該實(shí)驗(yàn)估算的準(zhǔn)確度堿性分析；
（4）先用一定方法測量并估算出高錳酸鉀晶體的體積V； 再用一定方法測量并估算出高錳酸鉀晶體中高錳酸根離子（MnO^4-）的個(gè)數(shù)n（從原液到第一次稀釋，稀釋了10倍，從第一次稀釋到第二次稀釋，稀釋了100倍，依次稀釋9次，稀釋了10⁹倍，則n÷10⁹=1000）；則 一個(gè)高錳酸根離子（MnO^4-）的體積大小為：V/n；．
解答：解：（1）俯視量筒1ml的高錳酸鉀溶液，使得液面在1ml的下方，故會偏�。�
故答案為：小于；
（2）本實(shí)驗(yàn)方法用“估算比較標(biāo)準(zhǔn)”的方法來做的實(shí)驗(yàn)，在四個(gè)課本實(shí)驗(yàn)的選項(xiàng)中只有用pH試紙通過間接的粗略測定溶液的酸堿度，與本實(shí)驗(yàn)方法與相似；
故選項(xiàng)為：C；
（3）要提高該實(shí)驗(yàn)估算的準(zhǔn)確度，可以在一支試管中加人蒸餾水作為無色標(biāo)準(zhǔn)，與稀釋后的溶液加以比對，這樣可以準(zhǔn)確判斷溶液的顏色變化，控制實(shí)驗(yàn)的次數(shù)；每次稀釋時(shí)都從試管中取2毫升溶液，將其加人有18毫升水的試管中，稀釋的倍數(shù)是一樣的；利用體積計(jì)算的公式用托盤天平無法稱量一小粒高錳酸鉀晶體的質(zhì)量，根據(jù)其密度計(jì)算出體積；而將高錳酸鉀晶體放人盛有蒸餾水的量筒中，量筒中液面變化不大，所以不能提高該實(shí)驗(yàn)估算的準(zhǔn)確度，
故答案為：AB；
（4）高錳酸根晶體的體積為Vmm³；高錳酸根離子的個(gè)數(shù)為：1000×10⁹═10¹²；則高錳酸根離子的大小為：V/10¹²；
故答案為：V/10¹²．
點(diǎn)評：本題屬于信息題的考查：量筒的使用、依據(jù)實(shí)驗(yàn)的目的堿性分析選擇，在做“估算高錳酸根離子大小”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要明確測定的原理，即V/n；能夠考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究和分析問題的能力．