氣體定量測定在實驗中的強化應(yīng)

1、 熱點回頭專練氣體定量測定在實驗中的強化應(yīng)用(教師用書獨具)1某實驗小組利用反應(yīng)2CuO2Cl22CuCl2O2測定銅的近似相對原子質(zhì)量，可供選擇的裝置如圖所示。方案一：通過測定反應(yīng)物CuO的質(zhì)量m(CuO)和產(chǎn)物O2的體積V(O2)來測定銅的近似相對原子質(zhì)量。(1)按氣流方向從左到右用膠管(圖中未畫出)將選擇的儀器組合成一套實驗裝置，連接順序為a()()()()()()() ()b。(2)裝置B是由干燥管和堿式滴定管改造而成的測量氣體體積的裝置，實驗前滴定管液面初讀數(shù)為V1 L，實驗后恢復(fù)到室溫，調(diào)節(jié)裝置兩側(cè)液面相平后得到末讀數(shù)為V2 L，設(shè)室溫時氣體摩爾體積為Vm L·mol1，

2、且E裝置中CuO的質(zhì)量為m1 g，充分反應(yīng)后生成CuCl2的質(zhì)量為m2 g，則銅的近似相對原子質(zhì)量的表達式為_用含m1、V1、V2的代數(shù)式表示。(3)若氧化銅中混有銅，則測定結(jié)果_(填“偏大”、“偏小”或“無影響”)。(4)裝置E在實驗過程中的主要現(xiàn)象是_。方案二：利用A、D、E、F四套裝置(尾氣由其他的裝置處理)完成測定任務(wù)。(5)你認為測定的物理量有_(寫出一組)，按你測定的物理量，寫出銅的近似相對原子質(zhì)量的表達式：_。解析方案一：通過測定反應(yīng)物CuO的質(zhì)量m(CuO)和產(chǎn)物O2的體積V(O2)來測定銅的近似相對原子質(zhì)量；方案二：通過測定反應(yīng)物CuO的質(zhì)量和產(chǎn)物CuCl2的質(zhì)量來測定銅的近

3、似相對原子質(zhì)量。實驗前要設(shè)計得到純凈的Cl2，裝置A：MnO24HCl(濃)MnCl2Cl22H2O，得到Cl2中含有HCl和水蒸氣，用裝置D來除去HCl，用裝置F干燥Cl2。在裝置E中發(fā)生反應(yīng)2CuO2Cl22CuCl2O2。當(dāng)用方案一時，先用裝置C(堿石灰)除去多余的氯氣，再用裝置B測量V(O2)，因此方案一儀器連接順序為aefijghcdb。2CuOO22M(Cu)32 Vmm1 V1V2，M(Cu)16。CuOCuCl2M(Cu)16 M(Cu)71m1 m2，可得M(Cu)。答案(1)efijghcd(2)16(3)偏大(4)固體由黑色變成棕黃色(5)m1、m22某同學(xué)利用氯酸鉀分解

4、制氧氣的反應(yīng)，測定氧氣的摩爾質(zhì)量，實驗步驟如下：把適量的氯酸鉀粉末和少量二氧化錳粉末混合均勻，放入干燥的試管中，準確稱量，質(zhì)量為a g。裝好實驗裝置。檢查裝置氣密性。加熱，開始反應(yīng)，直到產(chǎn)生一定量的氣體。停止加熱(如圖所示，導(dǎo)管出口高于液面)。測量收集到的氣體的體積。準確稱量試管和殘留物的質(zhì)量為b g。測量實驗室的溫度。把殘留物倒入指定的容器中，洗凈儀器，放回原處，把實驗桌面收拾干凈。處理實驗數(shù)據(jù)，求出氧氣的摩爾質(zhì)量?；卮鹣铝袉栴}：(1)如何檢查裝置的氣密性？_。(2)以下是測量收集到的氣體體積必須包括的幾個步驟：調(diào)整量筒內(nèi)外液面高度使之相同；使試管和量筒內(nèi)的氣體都冷卻至室溫；讀取量筒內(nèi)氣體的

5、體積。這三步操作的正確順序是_(請?zhí)顚懖襟E代號)。(3)測量收集到的氣體體積時，如何使量筒內(nèi)外液面的高度相同？_。(4)如果實驗中得到的氧氣體積是c L(已換算為標(biāo)準狀況)，水蒸氣的影響忽略不計，氧氣的摩爾質(zhì)量的計算式為(含a、b、c，不必化簡)M(O2)_。解析解答定量實驗題的一般方法為先看實驗?zāi)康?，再分析實驗的反?yīng)原理和計算原理。該實驗的反應(yīng)原理為2KClO32KCl3O2計算原理為M(O2)，m(O2)a gb g，n(O2)，所以，該實驗的關(guān)鍵在于準確測定氧氣的體積。而氣體的體積取決于兩個因素：一是溫度，二是壓強。這就要求讀數(shù)時，氣體溫度要與室溫一致，量筒內(nèi)外壓強一致。在弄清原理后，再

6、考慮實驗的每一步操作。答案(1)將導(dǎo)管的出口浸入水槽的水中，手握住試管，有氣泡從導(dǎo)管口逸出，放開手后，有少量水進入導(dǎo)管，并形成穩(wěn)定的液柱，表明裝置不漏氣(2)(3)慢慢將量筒上下移(4)3某課外興趣小組為探究某種合金(含Mg、Al)中鋁的含量，設(shè)計如圖裝置進行實驗。(1)如何檢查該裝置的氣密性？_ _。(2)寫出該合金與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的離子方程式：_ _。(3)使足量氫氧化鈉溶液與a g合金(固體M)充分反應(yīng)，進入量氣管的氣體體積為V mL(已換算成標(biāo)準狀況，下同)。若a0.036，V22.4，該合金中鋁的質(zhì)量分數(shù)是_。(4)若將裝置中的氫氧化鈉溶液替換為足量的鹽酸，與a g合金粉末充分反應(yīng)

7、，則進入量氣管內(nèi)的氣體體積_(填“>”、“<”或“”)V mL；利用測得的氣體體積能否對合金中的Al含量進行計算？_(填“能”或“否”)。解析(3)合金中只有Al可以和NaOH溶液反應(yīng)，根據(jù)反應(yīng)2OH2Al2H2O=2AlO23H2，計算得參加反應(yīng)的Al為0.018 g，可以求出合金中鋁的質(zhì)量分數(shù)為50%；(4)Mg和Al都可以與鹽酸反應(yīng)放出氫氣，故改為鹽酸后產(chǎn)生的氣體體積比原來大，根據(jù)鎂和鋁與鹽酸的反應(yīng)可以列出方程組計算出合金中Al和Mg的質(zhì)量。答案(1)安裝好裝置并在量氣管中加水，向上(或向下)移動水準管，靜置片刻。若水準管中液面與量氣管液面維持一定的高度差，說明裝置氣密性良好

8、(2)2OH2Al2H2O=2AlO23H2(3)50%(4)>能4飽和氯水與石灰石反應(yīng)是制取較濃HClO溶液的方法之一。某興趣小組進行了如下實驗探究。實驗一：定性研究。在試管中加入過量的塊狀碳酸鈣，再加入約20 mL飽和氯水(如圖所示)，充分反應(yīng)，有少量氣泡產(chǎn)生，溶液淺黃綠色褪去；過濾，將濾液滴在有色布條上，發(fā)現(xiàn)濾液比氯水的漂白性更強；為了確定反應(yīng)產(chǎn)物，將濾液分為三份，分別進行以下實驗：第一份與石灰水混合，立即產(chǎn)生大量白色沉淀；第二份與稀鹽酸混合，立即產(chǎn)生大量無色氣體；第三份濾液加熱，看到濾液變渾濁且有大量無色氣體產(chǎn)生。經(jīng)檢測，上述實驗中產(chǎn)生的無色氣體均為CO2。請回答：(1)反應(yīng)后所

9、得的溶液漂白性比氯水強的原因是_ _。(2)依據(jù)上述實驗可推知：濾液中的溶質(zhì)除CaCl2、HClO外，還有_(填寫溶質(zhì)的化學(xué)式)。實驗二：定量研究。在圓底燒瓶底部，用一塑料網(wǎng)包住塊狀石灰石(過量)與150 mL飽和氯水反應(yīng)，按下圖所示裝置實驗，待不再產(chǎn)生氣泡后，將塑料網(wǎng)中剩余的石灰石提出液面，將裝置密封后再加熱，煮沸燒瓶中的液體，量筒中的氣體不再增加時停止實驗。請回答：(3)實驗結(jié)束后檢測到量筒中收集到的氣體除CO2外還有O2，請寫出中產(chǎn)生O2的化學(xué)反應(yīng)方程式_。(4)為減少用裝置收集氣體過程中CO2因溶解而造成的損失，請你對裝置進行改進(水槽中仍為水)，最簡單的方法是_。解析(1)由于次氯酸

10、的酸性弱于碳酸的酸性，但強于HCO3的酸性，所以碳酸鈣只與鹽酸反應(yīng)，與氯水中的次氯酸是不反應(yīng)的。即CaCO3消耗了氯水中的鹽酸，使可逆反應(yīng)Cl2H2OHClHClO的平衡向右移動，HClO濃度增大，所以漂白性增強。(2)第一份濾液與石灰水混合，立即產(chǎn)生大量白色沉淀，第二份與稀鹽酸混合，立即產(chǎn)生大量CO2，因此可以判斷白色沉淀是碳酸鈣，所以濾液中還存在的溶質(zhì)是碳酸氫鈣。(3)次氯酸不穩(wěn)定，受熱易分解生成氧氣和氯化氫，反應(yīng)方程式為2HClO2HClO2。(4)氣體的溶解度隨溫度的升高而降低，所以要減小CO2溶解帶來的損耗，可以將水槽中的水換為熱水。答案(1)CaCO3消耗了氯水中的鹽酸，使可逆反應(yīng)

11、Cl2H2OHClHClO的平衡向右移動，HClO濃度增大(2)Ca(HCO3)2(3)2HClO2HClO2(4)將水槽中的水換為熱水(答案合理即可)5有一含NaCl、Na2CO3·10H2O和NaHCO3的混合物，某同學(xué)設(shè)計如下實驗，通過測量反應(yīng)前后C、D裝置質(zhì)量的變化，測定該混合物中各組分的質(zhì)量分數(shù)。(1)加熱前通入空氣的目的是_，操作方法為_。(2)裝置A、C、D中盛放的試劑分別為：A_，C_，D_。(3)若將A裝置換成盛放NaOH溶液的洗氣瓶，則測得的NaCl的含量將_(填“偏高”、“偏低”或“無影響”，下同)；若B中反應(yīng)管右側(cè)有水蒸氣冷凝，則測定結(jié)果中NaHCO3的含量將

12、_；若撤去E裝置，則測得Na2CO3·10H2O的含量將_。(4)若樣品質(zhì)量為w g，反應(yīng)后C、D增加的質(zhì)量分別為m1 g、m2 g，由此可知混合物中NaHCO3的質(zhì)量分數(shù)為_(用含w、m1、m2的代數(shù)式表示)。解析(2)A、C、D都是U形管，不能盛液體試劑，只能盛固體試劑。A處試劑必須同時吸收CO2和水蒸氣。故A處盛的是堿石灰；C、D兩處分別吸收水蒸氣和CO2，故C處可盛無水硫酸銅(或無水CaCl2、P2O5等)，D處可盛堿石灰。(3)若A裝置盛放NaOH溶液只吸收CO2，不吸收水蒸氣，則混合物中產(chǎn)生水蒸氣的Na2CO3·10H2O和NaHCO3的總質(zhì)量在計算中會增大，因此測得的NaCl的含量會偏低；若B中反應(yīng)管右側(cè)有水蒸氣冷凝，則水蒸氣總質(zhì)量減小，Na2CO3·10H2O和NaHCO3的總質(zhì)量在計算中會減小，但是NaHCO3的質(zhì)量是根據(jù)CO2的質(zhì)量進行計算，所以測得的NaHCO3的含量不受影響；若撤去E裝置，則D裝置可吸收來自外界空氣中的CO2，使得NaHCO3的質(zhì)量在計