重难点07 气体摩尔体积的测定-2023年高考化学专练(解析版)

重难点07 气体摩尔体积的测定一、气体摩尔体积的测定 (1) 测定装置：①化学反应气体体积测定仪：主要由气体发生器、储液 瓶、液体量瓶（可估读到0.2~0.3mL ）构成。

②其它简易装置：用排水法测定气体的体积。

(2) 测定原理：以1molH 2体积测定为例，用一定量的镁带和足量的稀硫酸反应，从而计算出该温度下H 2的摩尔体积。

即只要测定生成V (H 2)和消耗的m(Mg)。

(3) 测定步骤：①连接装置。

气密性检查(即装配后用橡皮塞塞紧气体发生器加料口时，储液瓶中导管内液面会上升，上升液柱在1min 内不下降，确认装置气密性良好)。

②称量镁带。

用电子天平(最小分度值0.001g )称取0.100~0.110g 镁带，记录数据。

③加水和镁带。

拆下气体发生器，加入约20mL 水和称量的镁带，然后连接并塞紧加料口。

④抽气调压。

用注射器在A 瓶加料口抽气，使B 瓶导管内外液面持平(与外界大气压相等)。

⑤加硫酸反应和记录温度。

用注射器在A 瓶加料口注入3mol/L 稀硫酸l0mL ，捏住针头拨出，记录a 处数字温度计在底座上显示的B 瓶内气体的温度(供教师计算测定的理论值)。

⑥读数。

当C 瓶连接口不再滴液时，读出C 瓶液面刻度数值(估计最小分度值的1/2)。

⑦再次抽气调压。

用注射器在A 瓶加料口抽气，使B 瓶导管内外液面持平(与起始状态相同)。

读出注射器中抽出气体的体积，记录数据。

⑧第二次测定。

拆开B 、C 瓶，将C 瓶中红色液体倒回B 瓶；拆开A 、B 瓶，倒去A 瓶中反应液，洗净后再次测定。

⑨数据处理。

a.氢气体积=C 瓶液体体积-稀硫酸+抽出气体体积b.计算测定的1mol H 2的体积与平均值：1molH2的体积=V(H2)M (Mg)m(Mg)c .计算该温度、常压下1mol H 2体积的理论值V= nRT/P= 1× 8.314× (273+t)222222442()()()()()()()()()()m Mg Mg Mg Mg Mg H H H H m H M V M m Mg H SO MgSO H V V V V n n +−−→+↑====/101或V=22.4×(273+t)/273 d ．计算实验误差=理论值理论值实验值-×100%e ．t ℃、101kPa 时，1mol 氢气的体积=2732730899.0016.2tL +⨯(教师计算理论值) 4失误操作V (H 2) V m 镁带中含有与硫酸不反应的杂质减小 减小 镁带中含有铝杂质增大 增大 没有进行装置的气密性检查，有漏气 减小 减小 镁带表面氧化镁没有擦除或没有除尽 减小 减小 液体量瓶刻度读数未扣去硫酸的体积 增大 增大 硫酸的量不足，镁带没有完全反应减小 减小 没有冷却到室温读数增大增大1. 用镁带和稀硫酸反应产生氢气来测定氢气的气体摩尔体积，所用的步骤有①冷却至室温，②调节使水准管和量气管液面持平，③读数。

正确的顺序是（ ）A. ①②③B. ①③②C. ③①②D. ③②①【答案】A【解析】因为排出的气体是需要用排出的水的体积来衡量的，镁和硫酸反应过程中放热，需要将装置冷却到室温，并调节水准管和量气管液面相平，气体的大气压和外界大气压相同时再读数，故选A 。

限时25min1．（2022·上海市嘉定区第一中学阶段练习）如图所示实验装置用于测定气体摩尔体积，相关叙述正确的是A ．用 CCl 4 代替水，测得氢气的体积更准确B ．待冷却至室温，两液面未调平就读数，则实验结果偏大C ．必须待体系温度降低到 0℃时才可进行读数D ．上提水准管，量气管液面高度不断改变，直至与水准管液面相平停止，说明装置漏气 【答案】D【解析】A ．氢气和四氯化碳均是非极性分子，根据相似相容原理实验时，若用CCl 4代替水，氢气会溶解在四氯化碳中，因此使测得氢气的体积不准确，A 错误；B ．冷却至室温后，若量气管中液面较低，则管中气压较大，体积偏小，实验结果偏小，B 错误；C ．实验并不是要测量标况下的气体摩尔体积，金属与酸的反应是放热反应，所以实验时，待体系温度降低到原来的温度并保证两侧液面在同一水平面时方可进行读数，不需要降低至0℃，C 错误；D ．由于此装置属于密闭体系，将水准管上提，造成内外压强不等，静置，若液面高于量气管且不下降，说明装置不漏气，量气管液面高度不断改变，说明装置漏气，D 正确； 答案选D 。

2．（2022·上海市进才中学高三阶段练习）在下列实验操作中，会导致测量结果偏小的是 A ．胆矾晶体中结晶水含量测定实验中，坩埚中有受热不分解的物质B ．灼烧法测定23Na CO 、3NaHCO 混合物中23Na CO 的质量分数实验中，未进行恒重操作C ．用标准KOH 溶液滴定未知浓度的盐酸， 配制标准溶液的固体KOH 含NaOH 杂质D ．气体摩尔体积的测定中，反应结束后未冷却至室温便读数 【答案】C【解析】A ．胆矾晶体中结晶水含量测定实验中，若坩埚中有受热不分解的物质，加热前后固体的质量不变，测定结果不变，故A 不符合题意；B ．灼烧法测定碳酸钠、碳酸氢钠混合物中碳酸钠的质量分数实验中，若未进行恒重操作，碳酸氢钠可能未完全分解，剩余固体的质量偏大，导致所测碳酸氢钠的质量分数偏小、碳酸钠的质量分数偏大，故B 不符合题意；C ．用标准氢氧化钾溶液滴定未知浓度的盐酸，若配制标准溶液的固体氢氧化钾含氢氧化钠杂质会使消耗标准溶液的体积偏小，导致所测结果偏低，故C符合题意；D．气体摩尔体积的测定中，若反应结束后未冷却至室温便读数会因为温度过高，导致所测气体体积偏大，气体摩尔体积偏大，故D不符合题意；故选B。

3．（2022·上海交大附中开学考试）如图所示实验装置测定气体摩尔体积，相关叙述正确的是A．实验结束后未冷却至室温便读数，会导致测定结果偏小B．量气管压入水准管的水过多而溢出，会导致测定失败C．称取质量为0.108g铝带误作镁带用，会导致测定结果偏小D．上提水准管后，量气管液面高度不断改变，说明装置漏气【答案】D【解析】A．实验结束后未冷却至室温便读数，则读出的气体体积偏大，会导致测定结果偏高，A不正确；B．量气管压入水准管的水过多而溢出，对气体的体积测定没有影响，不会导致测定失败，B不正确；C．称取质量为0.108g铝带误作镁带用，只要温度和体积测定准确，不会影响测定结果，C 不正确；D．上提水准管后，量气管液面高度不断改变，说明气体不断逸出，从而证明装置漏气，D 正确；故选D。

4．（2022·上海·华师大二附中期中）用图装置测定气体摩尔体积，反应结束后包括3个步骤。

℃调整b，使a、b液面相平；℃冷却至室温；℃读数。

正确的顺序是A ．℃℃℃B ．℃℃℃C ．℃℃℃D ．℃℃℃【答案】B【解析】为排出的气体是需要用排出的水的体积衡量的，而反应前后的量筒温度是不同的，因此，反应终止应该先停止加热，待体系恢复到室温时，才取出导管，这一步操作跟通常的实验不同，所以停止加热时导管的出口要高于量筒内的液面，此时即使不取出导管而停止加热，也不会造成水的倒吸；停止加热、回到室温后，将量筒下移以调节量筒内的液面与水槽一致，此时量筒内气体压强也为大气压，读数才是正确的；所以正确的操作顺序为：℃使装置内的气体冷却至室温；℃调整量气管高度，使其液面高度与水准管液面高度相平，℃读取量气管中气体的体积，所以正确的顺序是℃℃℃， 故选：B 。

5．（2011·上海宝山·二模）关于右图所示实验装置的叙述错误的是A ．将水准管上提，液面高于量气管且不下降，说明装置不漏气B ．可用来测定气体摩尔体积C ．可用来测定锌的相对原子质量D ．用CCl 4代替水，测得氢气的体积更准确 【答案】D【解析】A.该装置可以用液差法检查装置的气密性，将水准管上提，液面高于量气管且不下降，说明装置不漏气，A正确；B.通过量气装置可测量生成H 2的体积，锌的质量可以称量，根据Zn 的质量结合方程式Zn+2HCl=ZnCl 2+H 2↑可计算生成的H 2的物质的量，用公式V m =()()22H H V n 计算气体摩尔体积，B 正确；C.用量气装置测出生成H 2的体积，结合所测温度和压强可计算H 2物质的量，锌的质量可称量，根据方程式Zn+2HCl=ZnCl 2+H 2↑可计算锌的相对原子质量，C 正确；D.H 2、CCl 4都属于非极性分子，水属于极性分子，根据“相似相溶”，H 2难溶于水，易溶于CCl 4，用CCl 4代替水，测得H 2的体积误差更大，D 错误； 答案选D 。

6．（2021·上海·华师大二附中期中）测定气体摩尔体积的实验中，以下情况不影响测定结果的是A ．镁条表面的氧化膜未完全擦去B ．镁带中含有不与酸反应的杂质C ．反应后没有调节液面高度D ．硫酸过量，镁全部反应【答案】D【解析】A ．镁条表面的氧化膜未完全擦去，生成氢气的体积必然减小，气体摩尔体积减小，不符合题意；B ．镁带中含有不与酸反应的杂质，生成氢气的体积必然减小，气体摩尔体积减小，不符合题意；C ．反应后没有调节液面高度，液体量瓶内的液面必然高于储气瓶内的液面，从而使储气瓶内气体的压强大于大气压强，量取的气体体积减小，气体摩尔体积减小，不符合题意；D ．硫酸过量，镁全部反应，气体摩尔体积不受影响，符合题意； 故答案为D 。

7．（2022·上海市育才中学高二期中）测定某样品中小苏打(主要成分为3NaHCO )的含量有多种方法。

I ．重量法：(1)某小组欲通过加热样品以测定小苏打的含量，化学方程式为：_________________； 为了测定某发酵剂样品中碳酸氢钠的含量，取样品ng ，充分灼烧以后，称得残留固体质量为mg(假设其他成分不分解)。

则样品中碳酸氢钠的含量：______________(填含n 、m 的计算式)。

(2)另一化学兴趣小组的同学用重量法测定某品牌小苏打中3NaHCO 的质量分数，进行了以下实验：称量样品置于烧杯中，向其中慢慢滴加稀盐酸，至不再产生汽泡为止，测得的有关数据如下表所示。

物质样品 消耗的稀盐酸 反应后的溶液质量(g) 4.5g 37.7g40g生成2CO 的质量为__________：样品中的3NaHCO 的质量分数__________(以小数点表示，保留小数点后3位)。

II ．量气法：(3)通过测得__________的体积，从而通过换算求得小苏打的含量。

方案II 的装置如图所示(在标准状况下)：操作步骤：．℃使A 和B 液面相平，记录A 的液面位置()1VmL ； ℃待烧瓶中不再有气体产生并恢复至室温后，使A 和B 液面相平； ℃再次记录A 的液面位置()2V mL ； ℃将足量试剂Y 和样品加入Y 型管中； ℃检查装置气密性；℃倾斜Y 形管，使样品全部进入样品的支管中反应；℃将A 和B 错开高度固定在滴定管夹上，从B 中注入一定量的水在0至100mL 之间。