气体摩尔体积的测定讲解

定 量 实 验
回答下列问题： (1)如何检查装置的气密性? （将导管的出口浸入水槽的水中，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)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 (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?（慢慢将量筒下移。） (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)=22.4L· mol-1×298K×(ag-bg) 273K×cL。 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(请填写步骤代号)（②①③。）
定 量 实 验
7、读数
当镁带完全反应，读出C 瓶液体的体积，读数估 计至0.2~0.3mL，记录 于表格。
A
B
C
8、抽气
用注射器在A瓶的加料口 抽气，使B瓶中导管内外 液面相平。记录抽出气 体的体积。
定 量 实 验
9、二次实验
再次实验。
A B C
问：液体读数是否就 是H2体积？ V H2 ＝V液－V硫酸+V抽气
07-26（B）
某课外研究小组，用含有较多杂质的铜粉，通过不同的 化学反应制取胆矾。其设计的实验过程为：
定 量 实 验
（1）铜中含有大量的有机物，可采用灼烧的方法除去有机物，灼烧
时将瓷坩埚置于 上（用以下所给仪器的编号填入，下同)，取用坩埚应使用 ， 灼烧后的坩埚应放在 上，不能直接放在桌面上。 实验所用仪器：a 蒸发皿 b 石棉网 c 泥三角 d 表面皿 e 坩埚钳 f 试管夹 （2）杂铜经灼烧后得到的产物是氧化铜及少量铜的混合物，用以制取 胆矾。灼烧后含有少量铜的可能原因是 a 灼烧过程中部分氧化铜被还原 b 灼烧不充分铜未被完全氧化 c 氧化铜在加热过程中分解生成铜 d 该条件下铜无法被氧气氧化
定 量 实 验
（1）A是制取CO2的装置。写出A中发生反应的化学方程式： （2）填写表中空格： 仪器 加入试剂 加入该试剂的目的
。
B
C D
NaHCO3饱和溶液
（3）写出过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式： （4）试管F中收集满气体后，下一步实验操作是：
。 。
定 量 实 验
【例4】(2001 年全国高考试题 )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，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。
定 量 实 验
（3）通过途径Ⅱ实现用粗制氧化铜制取胆矾， 必须进行的实验操作步骤：酸溶、加热通氧 气、过滤、 、冷却结晶、 、自然 干燥 （4）由粗制氧化铜通过两种途径制取胆矾， 与途径Ⅰ相比，途径Ⅱ有明显的两个优点 是： 、 （5）在测定所得胆矾（CuSO4· xH2O）中结晶 水x值的实验过程中：称量操作至少进行 次 （6）若测定结果x值偏高，可能的原因是 a 加热温度过高 b 胆矾晶体的颗粒较大 c 加热后放在空气中冷却d 胆矾晶体部分风化
、
④在转移溶液时，如溶液转移不完全，则Na2O2质量分数的测定结果 __________ （填偏大、偏小或不变）。
案例二：过碳酸钠跟稀硫酸反应的化学方程式如下：
现有如下装置可供选择：
2Na2CO4+2H2SO4=2Na2SO4+2CO2↑+ O2↑+2H2O
定 量 实 验
若过碳酸钠中含有少量Na2CO3，请选用适当仪器设计一个 最简单的实验方案测定所含Na2CO4的质量分数。 ⑤⑧⑦④ ，连接顺序是__________ (1)应选用的仪器是__________ HLMJKG
（3)C装置的作用是________，如果实验
中没有B装置，则C装置中产生的 现象是________。
定 量 实 验
（4)稀硫酸和固体M反应后溶液中还残留淡黄色固体， 该固体是_______,要分离出该固体，在实验操作中， 除烧杯外还需要用到的玻璃仪器是____。 （5）通过进一步实验，测得固体M中各种成分的质量 之和小于反应前铁粉和硫粉的质量之和，产生这种 现象的原因可能是_____________ a．M中有未反应的铁和硫 b．测定气体体积时水准管的水面高于量气管的水面 c．A中留有反应生成的气体 d．气体进入D装置前未用浓硫酸干燥
定 量 实 验
定 量 实 验
【解析】本题是一道综合的实验题，考查定量实验的操作、 原理、数据的采集和处理。 第(1)小题是考生熟悉的常用的“查漏”方法，用手握 住试管，体温使导管在浸入水槽中的出口处冒出气泡，放 开手后，有少量水吸入导管，表明不漏气。 第(2)小题，因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里液面一致，此时量筒 内气体压强也为大气压，读数才是正确的。所以本小题的 正确顺序是②①③。 第(3)小题是指出量筒应慢慢下移。
（2）计算过氧化钠质量分数时，必需的 数据是_______ 不必作第6次读数的原因是 ____________
定 量 实 验
（3）测定上述样品（1．560g）中Na2O2质量分数的另一种方案，其操 作流程如下：
①操作Ⅱ的名称是 ________ ②需直接测定的物理量是_________
③测定过程中需要的仪器有电子天平、蒸发皿、酒精灯，还需要 ( 固定、夹持仪器除外）
实验数据记录及处理
温度： 压强：
定 量 实 验
液体量 抽出的 实验 镁带 硫酸 氢气 1mol气 瓶中液 气体的 次数 质量 体积 体积 体体积 体体积 体积 1 2
两次实验平均值： 实验误差： 实验值-理论值 理论值 ×100% =
误差计算：
定 量 实 验
实验值 理论值 100% 误差= 理论值
4、加强定量实验设计的考核 04-26
定 量 实 验
某种含有少量氧化钠的过氧化钠试样 （已知试样质量为1．560g、锥形瓶和水 的质量190．720g），利用左图装置测定 混合物中Na2O2的质量分数，每隔相同时 间读得电子平的数据如表：
（1）写出Na2O2和H2O反应的化学方程 式__________
4、加液
打开加料口，用小烧杯 向A瓶中加入20mL水， 用纸槽将镁带投入气体 发生器底部。
定 量 实 验
5、抽气
用注射器在A瓶加料口抽 气，使B瓶导管内外液面 相平。注射器拔出时候 要注意捏住针头拔出。
A B C
6、加酸
用注射器吸取10mL的3 mol/L硫酸，用针头迅速 扎进加料口的橡皮塞， 将硫酸诸如A瓶。注入后 迅速拔出针头，记录气 体的温度。
6、加强实验探究设计的考核 06-26（A）
定 量 实 验
某课外兴趣小组为了探究铁与硫在隔绝空气的条件下反应所得固体M的 成分，设计了如右图装置。倾斜A使稀硫酸(足量)与固体M充分反应， 待反应停止后，B装置增重，C装置中溶液无变化，反应后进入量气 管气体的体积为VmL（已折算成标准状况） 由上述实验事实可知： （1）①固体M中一定有的物质是____(填化学式)理由是__________ ②其中一种物质的质量可以确定为______g(用代数式表示)。 （2)B装置的名称是________。 写出B装置中反应的离子方程式 _________。
Mg＋H2SO4＝MgSO4＋H2 ↑ 称量m
Mg
定 量 实 验
2、气体的体积 转化为 液体的体积 三、实验装置
左：气体发生器
中：储液瓶 右：液体量瓶 （约130ml）
定 量 实 验
均固定在螺旋上， 可以高低微调 问：哪些气体可以 用此装置来测量体 积？？
四、实验步骤
1、记录实验室的温度和压强 2、用砂皮打磨镁带表面的氧化物，然后
定 量 实 验
称取0.100~0.110g的镁带（精确至 0.001g），记录数值。根据所用药品的 用量确定装置的量程。
3、连接装置，检查 气密性
定 量 检查方法： 实 验 用手捂住气体发生器，
若储液瓶中导管液面 上升，说明气密性良 好，否则不好
搭装置顺序： 从下到上，从左到右
A
B
C
（1）向储液瓶中加入品红溶液至刻度线，
定 量 实 验ห้องสมุดไป่ตู้
(1)混合气体进入反应管后，量气管内增加的水的体 积等于N2、O2的体积(填写气体的分子式)。
定 量 实 验
(2)反应管内溶液蓝色消失后，没有及时停止通气， 则测得的SO2含量偏低(选填：偏高，偏低，不受影响) (3)反应管内的碘的淀粉溶液也可以用酸性高锰酸钾 溶液或溴水代替(填写物质名称)。 (4)若碘溶液体积为VamL，浓度为C mol· L-1。N2与O2的 体积为VbmL(已折算为标准状况下的体积)。用C、Va、Vb 表示SO2的体积百分含量为：
五、装置改进
定 量 实 验
洗气瓶应短进长出 ② 实验前应使洗气瓶与 量筒间的导管充满水。 ③ 量筒中导管长度 ④ 读数时应注意的两个 问题： A, 应等系统温度降至室温 B,应上下调节量筒高度， 使量筒与洗气瓶中液 面在同一高度。
①
（06全国Ⅰ－28．）
在呼吸面具和潜水艇中可用过氧化钠作为供氧剂。请选用适当 的化学试剂和实验用品，用上图中的实验装置进行实验，证明过 氧化钠可作供氧剂。
误差在±2％以内可视为合理
四、误差分析 发生装置中有氢气残留，会否导致误差？
操作误差
定 量 实 验
收集气体为CO2,用排水法
偏低 偏低 偏低 偏低 偏高 偏高 偏高
装置漏气
Mg条表面有氧化膜 Mg条中含不与酸反应的物质 所用的Mg中混有铝 反应结束后未经冷却即读数 导管口未插入量筒底部，仅悬于 量筒口
定 量 实 验
盖上瓶塞，固定在底座中间位置； （2）把气体发生器固定在底座左边的位 置，用螺旋调节高低，使气体的出口和 储液瓶入口紧密连接，且做好连接； （3）用橡皮塞塞紧气体发生器，进行气 密性检查； （4）把液体量瓶固定在底座右边位置上， 用螺旋调节高低，使液体入口和储液瓶 出口紧密连接，并连接。
Vso2%=22.4CVa/(22.4CVa+Vb)×100% (5)将上述装置改为简易实验装置，除导管外，还需选 用的仪器为b c e g 或 b e g 或 c e g(选下列仪器的编号)。 a 烧杯 b 试管 c 广口瓶 d 容量瓶 e 量筒 f 单孔塞 g 双孔塞
定 量 实 验
【解析】 本题较全面地考查了学生实验知识。包括的考点有实 验的原理、数据的处理、误差的分析及装置的改进等，是 一道综合实验题。第(1)小题考查量气的原理，因O2和N2 不溶于溶液，导致反应管中气压增大而将小排入量气管， 所以量气管中增加的水的体积就等于O2和N2的体积；第(3) 小题选用的溶液既要能吸收SO2，又要便于通过颜色的变 化来判断反应是否完全，故宜选用酸性KMnO4溶液或溴水。 第(5)小题中要求装配的简易实验装置应包括反应试管、 盛九烧杯和量筒三部分。
第(4)小题是利用恒压下的气体公式求得气体的物质的 量和相对分子质量。
【例 5】(2003 年上海高考试题 ) 工业上测量 SO2 、 N2 、 O2 混合气体中SO2含量的装置如下图。反应管中装有碘的淀 粉溶液。 SO2 和 I2 发生的反应为 (N2 、 O2 不与 I2 反应 ) ： SO2+I2+2H2O→H2SO4+2HI
气体摩尔体积的测定
定 量 实 验
一、测定原理
1、定义： 定 量 实 验
1mol的任何气体所占的体积在同温同压下相同， 在标况下约是22.4L，这个体积叫作气体摩尔体 积。
2、Vm＝V / n 3、将常温下的V转化为标况下的Vm
P1V1/T1=P2V2/T2
二、测定方法－以测H2为例 1、气体物质的量 转化为 反应物的物质的量