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=273

2730899.0016.2t

L +⨯

(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. ①②③

B. ①③②

C. ③①②

D. 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25min

1．（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