测量气体体积的装置深度解析

测量气体体积的装置深度解析
个个击破2010-12-09 09:01:00 阅读294 评论0 字号：大中小订阅
1．（15分）不同浓度的硫酸与锌反应时，硫酸可以被还原为SO2，也可被还原为氢气。

为了验证这一事实，某同学拟用下图装置进行实验（实验时压强为10lkPa，温度为0℃）。

（1）若在烧瓶中放入1.30g锌粒，与c mol／L H2SO4反应，为保证实验结论的可靠，量气管的适宜规格是_____________ 。

A．200 mL B．400 mL C．500mL
（2）若1.30g锌粒完全溶解，氢氧化钠洗气瓶增重l.28g ，则圆底烧瓶中发生反应的化学方程式为：_______________________________________。

（3）若烧瓶中投入a g锌且完全反应，氢氧化钠洗气瓶增重b g．量气瓶中收集到VmＬ气体，则有：ag／65g·mol－1＝bg／64g·mol－1＋V mL / 22400 mL·mol－1，依据的原理是____________________________。

（4）若在烧瓶中投入d g锌，加入一定量的c mol／L 浓硫酸V L，充分反应后锌有剩余，测得氢氧化钠洗气瓶增重mg，则整个实验过程产生的气体中，n（H2）/n（SO2）＝_______________（用含字母的代数式表示）。

若撤走盛有无水氯化钙的U型管，n（H2）/n（SO2）的数值将（填偏大、偏小或无影响）
（5）反应结束后，为了准确地测量气体体积，量气管在读数时应注意：
①；
②；
③。

2．（16分）实验室有一瓶Na2SO3。

固体，可能含有NaCl、Na2SO4、BaCl2、K2CO3、K2SO4中的一种或几种杂质，通过下列实验确定该样品的成分及Na2S03的质量分数。

请回答下列问题：
已知：
①取少量样品于试管中，加水振荡，未见沉淀生成：
②通过元素分析仪器的检测，得知该样品中不含K元素；
③用下图所示仪器进行合理组装，测定产生气体的体积（SO2在硫酸中的溶解忽略不计）
（1）按气流从左到右方向，正确的连接顺序为：A接____，接，接B。

（2）利用所组装置，由分液漏斗向烧瓶中滴加l0mL水，理论上将排入量筒中mL液体。

（3）液体X是，其作用是。

（4）Y的作用是防止产生的气体溶于水，下列历给试剂符合要求的是（填序号）。

A．甲苯B．四氯化碳C．酒精D．浓硫酸
若称取样品3.00g，加入10.0mol/L的硫酸至过量（共5mL），产生无色气体，排入量筒中
液体的体积为229mL（已折算成标准下的状况）。

根据此信息，回答以下问题：
（5）对实验获得准确的气体体积无益的操作有（填序号）
①检查装置的气密性：
②实验结束后，将连通乙、丁的导管中的水也引入量筒；
③读数时视线与量筒内凹液面最低相切点水平；
④恢复到室温后再上下调整量筒位置，使乙、丁两液面相平；
⑤在甲装置胶塞上再连接一个导管，通入N2将系统中SO2全部排出。

（6）向充分逸出气体后的溶液中加入过量BaCl2溶液，得到白色沉淀13．98g。

根据实验所得现象及数据，可知：样品中Na2SO3的质量分数是，含有的杂质是。

3．铝镁合金已成为飞机制造、化工生产等行业的重要材料。

研究性学习小组的同学，为测定某含镁3％~5％的铝镁合金（不含其它元素）中镁的质量分数，设计下列两种不同实验方案进行探究。

填写下列空白。

【方案一】
〖实验方案〗将铝镁合金与足量NaOH溶液反应，测定剩余固体质量。

实验中发生反应的化学方程式是。

〖实验步骤〗
（1）称取5.4g铝镁合金粉末样品，溶于V mL 2.0 mol/L NaOH溶液中。

为使其反应完全，则NaOH溶液的体积V≥。

（2）过滤、洗涤、干燥、称量固体。

该步骤中若未洗涤固体，测得镁的质量分数将
(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。

【方案二】
〖实验方案〗将铝镁合金与足量稀硫酸溶液反应，测定生成气体在通常状况（约20℃，1.01105Pa）的体积〖问题讨论〗
（1）同学们拟选用下列实验装置完成实验：
①你认为最简易的装置其连接顺序是：A接（）（）接（）（）接（）（填接口字母，可不填满。

）
②实验开始时，先打开分液漏斗上口的玻璃塞，再轻轻打开其活塞，一会儿后稀硫酸也不能顺利滴入锥形瓶。

请你帮助分析原因。

③实验结束时，在读取测量实验中生成氢气的体积时，你认为合理的是。

A．待实验装置冷却后再读数
B．上下移动量筒F，使其中液面与广口瓶中液面相平
C．上下移动量筒G，使其中液面与广口瓶中液面相平
D．视线与凹液面的最低点水平读取量筒中水的体积
（2）仔细分析实验装置后，同学们经讨论认为以下两点会引起较大误差：稀硫酸滴入锥形瓶中，即使不生成氢气，也会将瓶内空气排出，使所测氢气体积偏大；实验结束时，连接广口瓶和量筒的导管中有少量水存在，使所测氢气体积偏小。

于是他们设计了右图所示的实验装置。

①装置中导管a的作用是。

②实验前后碱式滴定管中液面读数分别为V1 mL、V2 mL。

则产生氢气的体积为mL。

4．某学生利用氯酸钾分解制氧气的反应，测定氧气的摩尔质量。

实验步骤如下：
①把适量的氯酸钾粉末和少量二氧化锰粉末混合均匀，放入干燥的试管中，准确称量，质量为ag;
②装好实验装置；
③检查装置的气密性；
④加热，开始反应，直到产生一定量的气体；
⑤停止加热（如图所示，导管出口高于液面）；
⑥测量收集到气体的体积；
⑦准确称量试管和残留物的质量为bg;
⑧测量实验室的温度；
⑨把残留物倒入指定的容器中，洗净仪器，放回原处，把实验桌面收拾干净；
⑩处理实验数据，求出氧气的摩尔质量。

回答下列有关问题：
（1）如何检查装置的气密性？
___________________________________________ ____。

（2）以下是测量收集到气体体积必须包括的几个步骤：
①调整量筒内外液面高度使之相同；
②使试管和量筒内的气体都冷却至室温；
③读取量筒内气体的体积。

这三步操作的正确顺序是________（请填写步骤的代号）。

（3）测量收集到的气体体积时，如何使量筒内外液面的高度相同？
________________ ________。

（4）如果实验中得到的氧气体积是cL(25℃,1.01×105Pa),水蒸气的影响忽略不计，氧气的摩尔质量的计算式为（含a,b,c,不必化简）：M(O2)=________。

【参考答案】
1．（1）C（2分）
（2）Zn+2H2SO4(浓)=ZnSO4+SO2↑+2H2O（2分）
（3）得失电子守恒（2分）
（4）(64cV-2m)/m（3分）；偏小（2分）
（5）①待冷却至室温才开始读数
②读数前使量气管左右液面相平
③眼睛视线与液面最低处相平（3分）
2．（1）C、D、F、E；
（2）10；
（3）浓硫酸，干燥SO2
（4）A
（5）⑤
（6）42%（或0.42）；NaCl、Na2SO4
3．【方案一】
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑ （1）97mL （2）偏高
【方案二】
（1）①EDG
②锌与稀硫酸反应放热且生成气体，使锥形瓶中气体压强变大
③ACD
（2）①使分液漏斗内气体压强与锥形瓶内气体压强相等，打开分液漏斗活塞时稀硫酸能顺利滴下；滴入锥形瓶的稀硫酸体积等于进入分液漏斗的气体体积，从而消除由于加入稀硫酸引起的氢气体积误差。

②V1－V2
4．（1）将导管的出口浸入水槽的水中，用手握住试管，有气泡从导管口逸出，放开手后，有少量水进入导管，表明装置不漏气
（2）②①③
（3）慢慢将量筒下移。