實驗探究：氣體的質(zhì)量和體積的測定原理與方法

1、實驗探究：實驗探究：氣體的質(zhì)量和體積的測定原理與方法氣體的質(zhì)量和體積的測定原理與方法1.1.氣體體積的測定氣體體積的測定 （1 1）原理：對于難溶于水且不與水反應(yīng)（或無法用試劑直）原理：對于難溶于水且不與水反應(yīng)（或無法用試劑直接吸收）的氣體（如接吸收）的氣體（如H H2 2、O O2 2等）通常采用排水量氣法測量它等）通常采用排水量氣法測量它們的體積，根據(jù)排出的水的體積來確定氣體的體積。們的體積，根據(jù)排出的水的體積來確定氣體的體積。其中圖（其中圖（a a）會因集氣瓶至量筒之間的那段導(dǎo)管內(nèi)的液體）會因集氣瓶至量筒之間的那段導(dǎo)管內(nèi)的液體無法讀出，而使測得的氣體體積偏?。粺o法讀出，而使測得的氣體體積

2、偏??；（2 2）量氣裝置）量氣裝置如果選用圖（如果選用圖（d d）的裝置就可以避）的裝置就可以避免這樣的誤差，其實驗步驟為免這樣的誤差，其實驗步驟為: :檢驗裝置的氣密性；檢驗裝置的氣密性；連接好收連接好收集裝置后，在量氣筒內(nèi)注滿水，集裝置后，在量氣筒內(nèi)注滿水，上下移動乙管，上下移動乙管，使甲、乙兩管內(nèi)使甲、乙兩管內(nèi)的液面保持相平，讀的液面保持相平，讀出甲管中液出甲管中液面的讀數(shù)面的讀數(shù)；反應(yīng)完畢，上下移反應(yīng)完畢，上下移動乙管，使甲、乙兩管內(nèi)的液面動乙管，使甲、乙兩管內(nèi)的液面重新保持相平，再次讀重新保持相平，再次讀出甲管中出甲管中液面的讀數(shù)。液面的讀數(shù)。兩次讀數(shù)的差值就是產(chǎn)生氣兩次讀數(shù)的差值就

3、是產(chǎn)生氣體的體積體的體積。這套裝置的好處。這套裝置的好處是成功的避免了裝置是成功的避免了裝置( (a a) )的不的不足，且在反應(yīng)前后通過上下足，且在反應(yīng)前后通過上下移動乙管，使甲、乙兩管內(nèi)移動乙管，使甲、乙兩管內(nèi)的液面保持相平，從而保持的液面保持相平，從而保持反應(yīng)前后裝置內(nèi)外的氣壓相反應(yīng)前后裝置內(nèi)外的氣壓相等，這樣測得的結(jié)果才比較等，這樣測得的結(jié)果才比較準確。但這套裝置也有不足，準確。但這套裝置也有不足，就是比較操作復(fù)雜。就是比較操作復(fù)雜。（3 3）讀取體積：）讀取體積：讀數(shù)時注意讀數(shù)時注意: :冷冷卻至室溫；卻至室溫；調(diào)節(jié)兩液面相調(diào)節(jié)兩液面相平平；視線與凹液面的最低處水視線與凹液面的最低處

4、水平平相切。相切?！緦嶒炋骄繉嶒炋骄? 1】 某研究性學(xué)習(xí)小組為證明在同溫同壓下，相某研究性學(xué)習(xí)小組為證明在同溫同壓下，相同濃度相同體積的不同強度的一元酸與足量鎂帶反應(yīng)時，生同濃度相同體積的不同強度的一元酸與足量鎂帶反應(yīng)時，生成氫氣的體積相同而反應(yīng)速率不同，同時測定實驗室條件下成氫氣的體積相同而反應(yīng)速率不同，同時測定實驗室條件下的氣體摩爾體積。設(shè)計的簡易實驗裝置如下圖。該實驗的主的氣體摩爾體積。設(shè)計的簡易實驗裝置如下圖。該實驗的主要操作步驟如下：要操作步驟如下：.配制濃度均為配制濃度均為0.50.5molmol/L/LH H2 2SOSO4 4溶液和溶液和H H2 2C C2 2O O4 4溶

5、液；溶液；用用 量取量取10.0010.00mLmL0.50.5mol/LHmol/LH2 2SOSO4 4和和H H2 2C C2 2O O4 4溶液分溶液分別加入兩個錐形瓶中；別加入兩個錐形瓶中；分別稱取除去表面氧化膜的鎂條并系于銅絲末端；分別稱取除去表面氧化膜的鎂條并系于銅絲末端；檢查裝置的氣密性，在廣口瓶中裝滿水，按圖連接好裝置；檢查裝置的氣密性，在廣口瓶中裝滿水，按圖連接好裝置；將銅絲向下移動將銅絲向下移動, ,使足量鎂帶浸入酸中使足量鎂帶浸入酸中( (銅絲不與酸接觸銅絲不與酸接觸) )，至反應(yīng)完全，記錄至反應(yīng)完全，記錄 ；反應(yīng)結(jié)束后，讀取量筒中水的體積為反應(yīng)結(jié)束后，讀取量筒中水的體

6、積為y ymLmL。.請將上述步驟補充完整并回答下列問題：請將上述步驟補充完整并回答下列問題：（1 1）用密度為）用密度為1.841.84g/cmg/cm3 3 98%98%的濃的濃H H2 2SOSO4 4配制配制250250mL mL 0.50.5mol/Lmol/L的的H H2 2SOSO4 4溶液，所需要的主要儀器溶液，所需要的主要儀器 、 、燒、燒杯、玻璃棒、酸式滴定管。杯、玻璃棒、酸式滴定管。（2 2）以下是讀取量筒內(nèi)水的體積時必須包括的幾個步驟：）以下是讀取量筒內(nèi)水的體積時必須包括的幾個步驟：使乙、丙中液面相平；使乙、丙中液面相平；將裝置冷卻至室溫；將裝置冷卻至室溫；讀取量筒內(nèi)讀

7、取量筒內(nèi)水的體積。這三步操作的正確順序是水的體積。這三步操作的正確順序是 。（3 3）讀取量筒內(nèi)水的體積時，若丙中液面高于乙中液面，使）讀取量筒內(nèi)水的體積時，若丙中液面高于乙中液面，使乙、丙中液面相平的操作是乙、丙中液面相平的操作是 。（4 4）簡述速率不等的原因是）簡述速率不等的原因是 ，銅絲不與酸接，銅絲不與酸接觸的原因是觸的原因是。解析解析 .根據(jù)量取溶液體積的精確度要求可知應(yīng)使用酸式根據(jù)量取溶液體積的精確度要求可知應(yīng)使用酸式滴定管；滴定管；比較比較H H2 2SOSO4 4、H H2 2C C2 2O O4 4反應(yīng)速率可通過觀察氣泡或完全反應(yīng)速率可通過觀察氣泡或完全反應(yīng)所需時間長短。反

8、應(yīng)所需時間長短。.(1).(1)配制溶液需要使用特定的儀器（配制溶液需要使用特定的儀器（250250mLmL的容量瓶），定的容量瓶），定容時需要用到膠頭滴管。（容時需要用到膠頭滴管。（2 2）為保證測量數(shù)據(jù)的準確）為保證測量數(shù)據(jù)的準確, ,應(yīng)該應(yīng)該將氣體冷卻至室溫和相同壓強下，所以應(yīng)該先進行操作將氣體冷卻至室溫和相同壓強下，所以應(yīng)該先進行操作, ,然然后調(diào)整液面使氣體壓強等于外界大氣壓后調(diào)整液面使氣體壓強等于外界大氣壓, ,最后正確讀數(shù)。最后正確讀數(shù)。(3)(3)由題意可知，丙（量筒）中的液面高于乙的液面由題意可知，丙（量筒）中的液面高于乙的液面, ,故應(yīng)將丙向故應(yīng)將丙向下移動。下移動。(4)

9、(4)因為因為H H2 2SOSO4 4是強酸、是強酸、H H2 2C C2 2O O4 4是弱酸，故相同濃度的是弱酸，故相同濃度的溶液中溶液中H H2 2SOSO4 4的氫離子濃度大，反應(yīng)速率快。若銅絲接觸溶液，的氫離子濃度大，反應(yīng)速率快。若銅絲接觸溶液，則構(gòu)成原電池，使反應(yīng)速率加快，使實驗結(jié)果的可信度降低。則構(gòu)成原電池，使反應(yīng)速率加快，使實驗結(jié)果的可信度降低。答案答案 .酸式滴定管酸式滴定管 反應(yīng)所需時間反應(yīng)所需時間 . .（1 1）250 250 mLmL容量瓶容量瓶 膠頭滴管膠頭滴管 （2 2） （3 3）丙向下移動）丙向下移動 （4 4）氫離子濃度不同）氫離子濃度不同 鎂與銅易形成原

10、電鎂與銅易形成原電 池，加快反應(yīng)速率，干擾實驗的測定池，加快反應(yīng)速率，干擾實驗的測定2.2.氣體質(zhì)量的測定氣體質(zhì)量的測定 （1 1）原理：氣體的質(zhì)量一般采用間接的方法來測定，對一些）原理：氣體的質(zhì)量一般采用間接的方法來測定，對一些可用試劑直接吸收的氣體根據(jù)氣體的某些性質(zhì)（如酸堿性或溶可用試劑直接吸收的氣體根據(jù)氣體的某些性質(zhì)（如酸堿性或溶解性）采用合適的吸收劑（如濃硫酸、堿石灰）和實驗裝置解性）采用合適的吸收劑（如濃硫酸、堿石灰）和實驗裝置（如洗氣瓶、干燥管）來吸收，通過吸收裝置吸收前后的質(zhì)量（如洗氣瓶、干燥管）來吸收，通過吸收裝置吸收前后的質(zhì)量差得到氣體的質(zhì)量。差得到氣體的質(zhì)量。 （2 2）測

11、量裝置）測量裝置【實驗探究實驗探究2 2】 碳酸鈉樣品中往往含有少量碳酸鈉樣品中往往含有少量NaClNaCl, ,現(xiàn)欲測定樣現(xiàn)欲測定樣品中品中NaNa2 2COCO3 3的質(zhì)量分數(shù)，某探究性學(xué)習(xí)小組分別設(shè)計了如下實的質(zhì)量分數(shù)，某探究性學(xué)習(xí)小組分別設(shè)計了如下實驗方案。請回答下列有關(guān)問題：把一定質(zhì)量的樣品和足量的稀驗方案。請回答下列有關(guān)問題：把一定質(zhì)量的樣品和足量的稀硫酸反應(yīng)，采用下圖所示裝置，通過稱量反應(yīng)前后盛有堿石灰硫酸反應(yīng)，采用下圖所示裝置，通過稱量反應(yīng)前后盛有堿石灰的的U U型管質(zhì)量，利用其質(zhì)量差求算樣品的純度。型管質(zhì)量，利用其質(zhì)量差求算樣品的純度。該實驗的操作步驟有：該實驗的操作步驟有：在在U U型管內(nèi)填滿堿石灰，質(zhì)量為型管內(nèi)填滿堿石灰，質(zhì)量為m mg g取取n ng g樣品裝入廣口瓶中樣品裝入廣口瓶中檢驗裝置的氣密性檢驗裝置的氣密性緩慢鼓入空氣數(shù)緩慢鼓入空氣數(shù)分鐘，再稱量分鐘，再稱量U U型管質(zhì)量為型管質(zhì)量為w wg g 關(guān)閉止水夾關(guān)閉止水夾打開止水夾打開止水夾緩慢加入稀硫酸至不再產(chǎn)生氣體為止緩慢加入稀硫酸至不再產(chǎn)生氣體為止緩慢鼓入空氣數(shù)分鐘緩慢鼓入空氣數(shù)分鐘（1 1）正確的操作順序是（填寫序號）正確的操作順序是（填寫序號）: : 。（2 2）若去掉裝置）若去掉裝置A A，測定結(jié)果，測定結(jié)果 ；若