气体摩尔体积的测定课件

气体摩尔体积的测定定定量量实实验验一、测定原理一、测定原理1、定义：、定义：2、VmV/nP1V1/T1=P2V2/T23、将常温下的、将常温下的V转化为标况下的转化为标况下的Vm1mol的任何气体所占的体积在同温同压下相同，的任何气体所占的体积在同温同压下相同，在标况下约是在标况下约是22.4L，这个体积叫作气体摩尔体，这个体积叫作气体摩尔体积。积。定定量量实实验验二、测定方法以测二、测定方法以测H2为例为例1、气体物质的量、气体物质的量转化为转化为 反应物的物质的量反应物的物质的量2、气体的体积、气体的体积转化为转化为 液体的体积液体的体积三、实验装置三、实验装置MgH2SO4MgSO4H2 称量称量m Mg定定量量实实验验左：气体发生器左：气体发生器中：储液瓶中：储液瓶右：液体量瓶右：液体量瓶（约（约130ml）均固定在螺旋上，均固定在螺旋上，可以高低微调可以高低微调问：哪些气体可以问：哪些气体可以用此装置来测量体用此装置来测量体积？积？定定量量实实验验n1、记录实验室的温度和压强n2、用砂皮打磨镁带表面的氧化物，然后称取0.1000.110g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。四、实验步骤四、实验步骤定定量量实实验验3、连接装置，检查、连接装置，检查气密性气密性搭装置顺序：搭装置顺序：从下到上，从左到右从下到上，从左到右检查方法：检查方法：用手捂住气体发生器，用手捂住气体发生器，若储液瓶中导管液面若储液瓶中导管液面上升，说明气密性良上升，说明气密性良好，否则不好好，否则不好定定量量实实验验A B CA B Cn（1）向储液瓶中加入品红溶液至刻度线，盖上瓶塞，固定在底座中间位置；n（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；n（3）用橡皮塞塞紧气体发生器，进行气密性检查；n（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。定定量量实实验验打开加料口，用小烧杯打开加料口，用小烧杯向向A瓶中加入瓶中加入20mL水，水，用纸槽将镁带投入气体用纸槽将镁带投入气体发生器底部。发生器底部。4、加液、加液定定量量实实验验5、抽气、抽气用注射器在用注射器在A瓶加料口抽瓶加料口抽气，使气，使B瓶导管内外液面瓶导管内外液面相平。注射器拔出时候相平。注射器拔出时候要注意捏住针头拔出。要注意捏住针头拔出。A B CA B CA B CA B C定定量量实实验验6、加酸、加酸用注射器吸取用注射器吸取10mL的的3 mol/L硫酸，用针头迅速硫酸，用针头迅速扎进加料口的橡皮塞，扎进加料口的橡皮塞，将硫酸诸如将硫酸诸如A瓶。注入后瓶。注入后迅速拔出针头，记录气迅速拔出针头，记录气体的温度。体的温度。6、加酸、加酸用注射器吸取用注射器吸取10mL的的3 mol/L硫酸，用针头迅速硫酸，用针头迅速扎进加料口的橡皮塞，扎进加料口的橡皮塞，将硫酸诸如将硫酸诸如A瓶。注入后瓶。注入后迅速拔出针头，记录气迅速拔出针头，记录气体的温度。体的温度。7、读数、读数当镁带完全反应，读出当镁带完全反应，读出C瓶液体的体积，读数估瓶液体的体积，读数估计至计至0.20.3mL，记录，记录于表格。于表格。A B CA B C定定量量实实验验8、抽气、抽气用注射器在用注射器在A瓶的加料口瓶的加料口抽气，使抽气，使B瓶中导管内外瓶中导管内外液面相平。记录抽出气液面相平。记录抽出气体的体积。体的体积。问：液体读数是否就问：液体读数是否就是是H2体积？体积？V H2 V液液V硫酸硫酸+V抽气抽气9、二次实验、二次实验再次实验。再次实验。实验数据记录及处理实验次数镁带质量硫酸体积液体量瓶中液体体积抽出的气体的体积氢气体积1mol气体体积12定定量量实实验验温度：温度：压强：压强：两次实验平均值：两次实验平均值：实验误差：实验误差：实验值实验值-理论值理论值理论值理论值100%=100%=误差计算：误差计算：n误差误差=误差在误差在2以内可视为合理以内可视为合理定定量量实实验验四、误差分析四、误差分析发生装置中有氢气残留，会否导致误差？发生装置中有氢气残留，会否导致误差？操作误差操作误差收集气体为收集气体为CO2,用排水法用排水法装置漏气装置漏气Mg条表面有氧化膜条表面有氧化膜Mg条中含不与酸反应的物质条中含不与酸反应的物质所用的所用的Mg中混有铝中混有铝反应结束后未经冷却即读数反应结束后未经冷却即读数导管口未插入量筒底部，仅悬于导管口未插入量筒底部，仅悬于量筒口量筒口偏低偏低偏低偏低偏低偏低偏低偏低偏高偏高偏高偏高偏高偏高定定量量实实验验五、装置改进洗气瓶应短进长出洗气瓶应短进长出实验前应使洗气瓶与实验前应使洗气瓶与量筒间的导管充满水。量筒间的导管充满水。量筒中导管长度量筒中导管长度读数时应注意的两个读数时应注意的两个问题：问题：A,应等系统温度降至室温应等系统温度降至室温B,应上下调节量筒高度，应上下调节量筒高度，使量筒与洗气瓶中液使量筒与洗气瓶中液面在同一高度。面在同一高度。定定量量实实验验（0606全国全国2828）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。（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：（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：。仪器加入试剂加入该试剂的目的BNaHCO3饱和溶液CD定定量量实实验验【例例4 4】(2001(2001年年全全国国高高考考试试题题)某某学学生生利利用用氯氯酸酸钾钾分分解解制制氧气的反应，测定氧气的摩尔质量。实验步骤如下：氧气的反应，测定氧气的摩尔质量。实验步骤如下：把把适适量量的的氯氯酸酸钾钾粉粉末末和和少少量量二二氧氧化化锰锰粉粉末末混混合合均均匀匀，放放入干燥的试管中，准确称量，质量为入干燥的试管中，准确称量，质量为agag。装好实验装置。装好实验装置。检查装置气密性。检查装置气密性。加热，开始反应，直到产生加热，开始反应，直到产生 一定量的气体。一定量的气体。停止加热停止加热(如图，导管出口如图，导管出口 高于液面高于液面)。测量收集到气体的体积。测量收集到气体的体积。准确称量试管和残留物的准确称量试管和残留物的 质量为质量为bgbg。测量实验室的温度。测量实验室的温度。把把残残留留物物倒倒入入指指定定的的容容器器中中，洗洗净净仪仪器器，放放回回原原处处，把把实验桌面收拾干净。实验桌面收拾干净。处理实验数据，求出氧气的摩尔质量。处理实验数据，求出氧气的摩尔质量。定定量量实实验验回答下列问题：回答下列问题：(1)(1)如何检查装置的气密性如何检查装置的气密性?（将将导导管管的的出出口口浸浸入入水水槽槽的的水水中中，手手握握住住试试管管，有有气气泡泡从从导导管管口口逸逸出出，放放开开手手后后，有有少少量量水水进进入入导导管管，表表明明装装置置不不漏气。）漏气。）(2)(2)以下是测量收集到气体体积必须包括的几个步骤：以下是测量收集到气体体积必须包括的几个步骤：调整量筒内外液面高度使之相同；调整量筒内外液面高度使之相同；使试管和量筒内的气使试管和量筒内的气体都冷体都冷(3)(3)测量收集到的气体体积时，如何使量筒内外液面的高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度相同?（慢慢将量筒下移。）慢慢将量筒下移。）(4)(4)如果实验中得到的氧气体积是如果实验中得到的氧气体积是cL(25cL(25、1 1.010110105 5Pa)Pa)，水蒸气的影响忽略不计，氧气的摩尔质量的计算式为水蒸气的影响忽略不计，氧气的摩尔质量的计算式为(含含a a、b b、c c不必化简不必化简)：M(OM(O2 2)=22.4L)=22.4L mol mol-1-1298K298K(ag-bg)(ag-bg)273 273K KcLcL。却至室温；却至室温；读取量筒内气体的体积。这三步操作的正读取量筒内气体的体积。这三步操作的正确顺序是确顺序是(请填写步骤代号请填写步骤代号)（。）。）定定量量实实验验定定量量实实验验【解解析析】本本题题是是一一道道综综合合的的实实验验题题，考考查查定定量量实实验验的的操操作作、原理、数据的采集和处理。原理、数据的采集和处理。第第(1)(1)小小题题是是考考生生熟熟悉悉的的常常用用的的“查查漏漏”方方法法，用用手手握握住住试试管管，体体温温使使导导管管在在浸浸入入水水槽槽中中的的出出口口处处冒冒出出气气泡泡，放放开手后，有少量水吸入导管，表明不漏气。开手后，有少量水吸入导管，表明不漏气。第第(2)(2)小题，因为排出的气体是需要用排出的水的体小题，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。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，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顺序是。第第(3)(3)小题是指出量筒应慢慢下移。小题是指出量筒应慢慢下移。第第(4)(4)小题是利用恒压下的气体公式求得气体的物质的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。量和相对分子质量。定定量量实实验验【例例5 5】(2003(2003年年上上海海高高考考试试题题)工工业业上上测测量量SOSO2 2、N N2 2、O O2 2混混合合气气体体中中SOSO2 2含含量量的的装装置置如如下下图图。反反应应管管中中装装有有碘碘的的淀淀粉粉溶溶液液。SOSO2 2和和I I2 2发发生生的的反反应应为为(N(N2 2、O O2 2不不与与I I2 2反反应应)：SOSO2 2+I+I2 2+2H+2H2 2O OH H2 2SOSO4 4+2HI+2HI 定定量量实实验验 (1)(1)混合气体进入反应管后，量气管内增加的水的体混合气体进入反应管后，量气管内增加的水的体积等于积等于N N2 2、O O2 2的体积的体积(填写气体的分子式填写气体的分子式)。(2)(2)反应管内溶液蓝色消失后，没有及时停止通气，反应管内溶液蓝色消失后，没有及时停止通气，则测得的则测得的SOSO2 2含量含量偏低偏低(选填：偏高，偏低，不受影响选填：偏高，偏低，不受影响)(3)(3)反应管内的碘的淀粉溶液也可以用反应管内的碘的淀粉溶液也可以用酸性高锰酸钾酸性高锰酸钾溶液或溴水溶液或溴水代替代替(填写物质名称填写物质名称)。(4)(4)若碘溶液体积为若碘溶液体积为VamLVamL，浓度为浓度为C molC molL L-1-1。N N2 2与与O O2 2的体积为的体积为VbmLVbmL(已折算为标准状况下的体积已折算为标准状况下的体积)。用。用C C、VaVa、VbVb表示表示SOSO2 2的体积百分含量为：的体积百分含量为：VsoVso2 2%=22.4CVa/(22.4CVa+Vb)100%=22.4CVa/(22.4CVa+Vb)100%(5)将上述装置改将上述装置改为简易易实验装置，除装置，除导管外，管外，还需需选用的用的仪器器为b c e g 或或 b e g 或或 c e g(选下列下列仪器的器的编号号)。a 烧杯杯 b 试管管 c 广口瓶广口瓶 d 容量瓶容量瓶 e 量筒量筒 f 单孔塞孔塞 g 双孔塞双孔塞定定量量实实验验【解析解析】本题较全面地考查了学生实验知识。包括的考点有实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。第一道综合实验题。第(1)(1)小题考查量气的原理，因小题考查量气的原理，因O O2 2和和N N2 2不不溶于溶液，导致反应管中气压增大而将小排入量气管，所溶于溶液，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以量气管中增加的水的体积就等于O O2 2和和N N2 2的体积；第的体积；第(3)(3)小小题选用的溶液既要能吸收题选用的溶液既要能吸收SOSO2 2，又要便于通过颜色的变化又要便于通过颜色的变化来判断反应是否完全，故宜选用酸性来判断反应是否完全，故宜选用酸性KMnO4KMnO4溶液或溴水。溶液或溴水。第第(5)(5)小题中要求装配的简易实验装置应包括反应试管、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。盛九烧杯和量筒三部分。定定量量实实验验某课外研究小组，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：07-26（B）（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定量量实实验验（3）通过途径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，与途径相比，途径有明显的两个优点是：、（5）在测定所得胆矾（CuSO4xH2O）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（3）通过途径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，与途径相比，途径有明显的两个优点是：、（5）在测定所得胆矾（CuSO4xH2O）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 胆矾晶体部分风化定定量量实实验验6、加强实验探究设计的考核、加强实验探究设计的考核06-26（A）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）固体M中一定有的物质是_(填化学式)理由是_ 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_。（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_。定定量量实实验验（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_ aM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 cA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定量量实实验验4、加强定量实验设计的考核、加强定量实验设计的考核04-26某种含有少量氧化钠的过氧化钠试样（已知试样质量为1560g、锥形瓶和水的质量190720g），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_ （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 _ 定定量量实实验验 （3）测定上述样品（1560g）中Na2O2质量分数的另一种方案，其操作流程如下：操作的名称是 _需直接测定的物理量是_ 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）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）。定定量量实实验验案例二案例二：过碳酸钠跟稀硫酸反应的化学方程式如下：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：现有如下装置可供选择：2Na2CO4+2H2SO4=2Na2SO4+2CO2+O2+2H2O定定量量实实验验若过碳酸钠中含有少量若过碳酸钠中含有少量Na2CO3，请选用适当仪器设计一个请选用适当仪器设计一个最简单的实验方案测定所含最简单的实验方案测定所含Na2CO4的质量分数。的质量分数。(1)应选用的仪器是应选用的仪器是_，连接顺序是，连接顺序是_(2)读读取取量量筒筒数数据据时时的的正正确确方方法法是是 _(3)若若样样品品质质量量为为a1 g，所所得得气气体体体体积积为为b L（标标况况），Na2CO4的质量分数为的质量分数为:_。HLMJKG 与与液面高度相同读数液面高度相同读数定定量量实实验验应选用仪器是应选用仪器是_；连接顺序是；连接顺序是_高压氮气作用是：高压氮气作用是：_若试样质量为若试样质量为a2 g，实验前后实验前后装置质量分别为装置质量分别为m1 g和和m2 g，则，则Na2CO4质量分数为：质量分数为：_PABFECDNO赶去装置内空气，并作为动力源将赶去装置内空气，并作为动力源将中中CO2气体赶入气体赶入（4）另一过碳酸钠中含有杂质）另一过碳酸钠中含有杂质Na2O2，定定量量实实验验