實驗：氣體體積測定

1、實驗探究：氣體體積的測定原理、方法、誤差分析1.氣體體積的測定（1）原理：對于難溶于水且不與水反應（或無法用試劑直接吸收）的氣體（如H2、O2等）通常采用排水量氣法測定它們的體積，根據(jù)排出的水的體積來確定氣體的體積。裝置（a）:（1）集氣瓶至量筒之間的那段導管內(nèi)液體無法讀出，使測定的氣體體積偏?。ǜ倪M方法：實驗前將導管注滿水）（2）為保證量筒內(nèi)氣體的壓強與外界大氣壓強相等，故量筒內(nèi)外液面應相平，當量筒內(nèi)液面高于量筒外液面時，應將量筒下移，反之，應上移。裝置（b）:測定氣體，應當使氣體冷卻到室溫，再調整液面使量筒內(nèi)外液面相平，再讀書裝置（c）:實驗時水面要沒過漏斗頸部，量筒裝滿水，反應在漏斗中進

2、行，生成的氣體為量筒內(nèi)氣體體積裝置（d）:避免了（a）的不足，但它操作復雜。其實驗步驟：1.檢查裝置氣密性2.連接好裝置后，在量氣管內(nèi)注滿水，上下移動乙管，使兩管液面相平并讀數(shù)3.反應完畢，再次上下移動乙管，使兩管液面相平并再次讀數(shù)（兩次讀數(shù)得出氣體體積）裝置應用范圍：有氣體參與或有氣體生成的實驗。主要是測定某組分的質量分數(shù)、體積分數(shù)、確定某氣體（或物質）的相對分子質量實驗關鍵：無論是直接測量法還是間接測量法，準確讀取液面是關鍵。在讀數(shù)之前,必須保證氣體的溫度、壓強均與外界相同。為此，應等所制備氣體的溫度與環(huán)境一致后，通過調節(jié)兩端液面，到兩端高度相同時再讀取體積（3）實驗注意事項（誤差分析）1

3、 .檢查裝置氣密性（沒有進行裝置的氣密性檢查一一V（排）偏低一一氣體體積偏?。? .若反應物為金屬，需注意除去表面的氧膜（如：鎂帶表面氧化鎂沒有擦除或沒有除盡）一一V（排）偏低一一氣體體積偏?。? .若需除膜，應先除膜再稱量（如：稱量好鎂帶后，用砂紙擦表面的氧化膜一一V（排）偏低一一氣體體積偏?。? .保證所加藥品充足，使樣品物質完全反應（如：硫酸的量不足，鎂帶沒有完全反應）一一V（排）偏低一一氣體體積偏小）5 .對于固液不加熱實驗裝置連接好后，向裝置中加入了液體，這部分液體排開的氣體體積也要考慮。（如：未考慮反應裝置內(nèi)所加液體體積一一V（排）偏高一一氣體體積偏大）6 .對于固體加熱實驗或反應

4、放熱的實驗裝置完全冷卻再讀數(shù)（沒有冷卻到室溫讀數(shù)一一V（排）偏高一一氣體體積偏大）7 .考慮氣體在水中的溶解性，極少的氣體溶于水，也會產(chǎn)生誤差（實測氣體體積偏大）8 .讀數(shù)時，保證裝置內(nèi)外氣體壓強相等。9 .如果可以，通過反應前后反應物總質量之差也可計算出氣體的質量或體積10 .若要用到量筒，要考慮到量筒的精確度是0.1mL,先估計好所測氣體體積的大小，選擇適當大小量程的量筒；并且天平稱量也會有一定誤差。11 .定量實驗存在誤差是一定的、允許的，重要的是誤差要控制在合理的范圍內(nèi)。1、某化學興趣小組的同學欲在常溫、常壓下，用一定質量的鎂與足量的稀硫酸反應，測定鎂的相對原子質量。利用如下圖所示的裝

5、置(盛放鎂條的隔板有小孔，圖中固定裝置已略去)進行實驗，充分反應后，測得生成氫氣的體積為V。已知本實驗條件下，氫氣的密度為P。關于該實驗，有如下說法：連接儀器后，要先檢查裝置的氣密性；打開分液漏斗的活塞，可觀察到乙中稀硫酸進入裝置丙中；當丙中無氣泡產(chǎn)生，立即讀取量筒戊中水的積，即為反應生成氫氣的體積；裝置中的空氣對實驗結果無影響；利用該實驗原理，還可以測定銅的相對原子質量。其中正確說法的個數(shù)有()A.2個B.3個C.4個D.5個2.某校化學興趣小組的同學利用下圖裝置進行實驗.(1)實驗目的：用高鎰酸鉀制取一瓶氧氣，做細鐵絲燃燒的實驗.粗略測定加熱一定質量的高鎰酸鉀所收集到的氧氣體積.(2)反應

6、原理：加熱高鎰酸鉀制氧氣.化學方程式為.(3)儀器認識：寫出上圖中儀器、的名稱：,(4)裝置連接：為達到實驗目的，各裝置的正確連接順序是(填接口的字母)：afffd(5)問題分析：實驗過程發(fā)現(xiàn)B瓶中的水變紅了，原因用收集到的氧氣做細鐵絲燃燒的實驗時，發(fā)現(xiàn)瓶底炸裂，發(fā)生失誤的操作原因可能是根據(jù)高鎰酸鉀的質量算出產(chǎn)生的氧氣質量為理論值.如果實際測得氧氣的體積超過理論值，你認為原因可能是3、以下是研究實驗室制取氧氣的裝置圖，請按要求回答下列問題.(1)寫出圖中標號儀器的名稱：;.(2)實驗室用高鎰酸鉀制取氧氣，應選用的發(fā)生裝置是(填字母序號，下同)，若要收集一瓶干燥的氧氣，應選擇的收集裝置時.(3)

7、實驗室用H2O2溶液和MnO2混合制氧氣，其中MnO2起作用，該反應的化學方程式為.(4)同學們利用B和F裝置，通過排水量來測定生成氧氣的體積，反應結束后，發(fā)現(xiàn)量筒內(nèi)收集到的水的體積總是比理論值偏大(水的體積測量標準)，其主要原因是_4.某化學小組利用下圖所示裝置測定銅鋅合金樣品中鋅的質量分數(shù)(圖中固定裝置已略去)探究過程如下：1.連接實驗裝置并檢查裝置氣密性II.向B中加入質量為m的銅鋅合金粉末，由注射器A向B緩緩加入稀硫酸，待B中不再有氣體產(chǎn)生氣體時，夾緊彈簧夾，立即移出D中導管，準確讀取并記錄量筒內(nèi)水的體積。m.經(jīng)過濾等操作，準確稱量并記錄B中剩余固體物質的質量。IV.該小組的甲同學根據(jù)

8、反應前后B中固體物質的質量計算樣品中鋅的質量分數(shù)；乙同學認定量筒內(nèi)測得水的體積即為反應生成氣體的體積，并利用該氣體在常溫下的密度，根據(jù)化學方程式進行相關計算，得到樣品中鋅的質量分數(shù)請回答下列問題：(1)B中發(fā)生反應的化學方程式是。(2)田中，正確的操作順序是：過濾、稱量。(3)通過誤差分析，化學小組發(fā)現(xiàn)乙同學所用數(shù)據(jù)不可靠。造成該數(shù)據(jù)不可靠的原因及其對計算結果的影響是：II中，移出D中的導管內(nèi)留存有水，導致計算結果偏小。,導致計算結果偏5.小黃用如圖裝置測定銅鋅合金中鋅的質量分數(shù)和鋅的相對原子質量.主要實驗步驟如下(必要的固定裝置已略去)：(1)A儀器的名稱為連接裝置并檢查裝置氣密性；加入藥品

9、和水；記錄C中液面刻度(C為帶有刻度的玻璃管)；由A向B中滴加試劑至過量；待B中不再有氣體產(chǎn)生并恢復至室溫后，記錄C中液面刻度，計算得到氣體的體積為VmL(經(jīng)查，該氣體密度為pg/L);將B中剩余固體過濾、干燥并稱重，稱得剩余固體質量為Wg.(2)B中發(fā)生的反應的化學方程式為：(3)小黃在實驗前將塊狀的銅鋅合金磨成粉末狀，其目的是：;(4)如何檢驗該裝置的氣密性：(5)為使測得的氣體體積更精確，記錄C中液面刻度時，除使視線與凹液面的最低處相平外，還應;(6)小黃發(fā)現(xiàn)實驗中由于缺少某一步驟導致數(shù)據(jù)缺乏而無法計算，該步是：(7)通常實驗前須估算藥品用量，如果實驗過程中，發(fā)現(xiàn)鹽酸的量不足，應中途加酸

10、還是重新實驗：;理由是6、某學習小組用如圖所示裝置測定鋅銅合金中銅的質量分數(shù).(已知：金屬與酸時放出一定的熱量)(1)實驗前，先將鋅銅合金在稀酸中浸泡片刻，其目的是;(2)實驗操作步驟有：檢查氣密性，將藥品和水裝入各儀器中，連接好裝置后，再進行的操作還有：記錄C的液面位置；將B中剩余固體過濾，洗滌，干燥，稱重；待B中不再有氣體發(fā)生并恢復至室溫后，記載C的液面地位；由A向B滴加足量試劑；檢查氣密性.上述再進行的操作的順序是(填序號)；記載C的液面地位時，除視野平視外，還應(3)該裝置的氣密性的檢驗方法是打開分液漏斗旋塞，從D管注入經(jīng)濟易得的,使U型管左右液面相平，關閉分液漏斗旋塞，提高管，,說明

11、裝置的氣密性好；(4)B中完全反應的判斷依據(jù)是：(5)若實驗用鋅銅合金的質量為ag,與稀硫酸充分反應后，測得氫氣體積為VL,為求出合金中銅的質量分數(shù)，還缺少的一個數(shù)據(jù)是;A.反應前加入稀硫酸的體積B.反應前加入稀硫酸的質量分數(shù)C.實驗前反應裝置中空氣的體積D.實驗條件下氫氣的密度（6）若a為0.4g,V為80mL,合金中銅的質量分數(shù)為.（在實驗條件下，H2的密度為0.09g/L）;若實驗用鋅銅合金的質量為ag,與酸充沛反響后，B中剩余固體的質量為bg,則銅的質量分數(shù)為（7）實驗過程中，若未冷卻就讀取氣體體積，則測得銅的質量分數(shù)將（填偏大”、偏小”或不受影響”）.若未洗滌過濾所得的不溶物，則測得

12、銅的質量分數(shù)將（填偏大"偏小”或不受影響”）.（8）可指導老師認為，利用上述實驗裝置，用測得的氫氣的體積計算出的結果總會偏小，原因是。7.小海、小林、小明三同學一起測定雙氧水溶液中溶質的質量分數(shù)查閱資料：2H2O2警2H2O+02T;常溫下氧氣密度為1.42g/L設計原理：將一定質量的雙氧水樣品與二氧化鎰混合，測定反應產(chǎn)生的氧氣的質量，計算出H2O2的質量，繼而得雙氧水溶液中溶質的質量分數(shù)。過程方法:（1）小海首先設計：向裝有樣品溶液（20g）的錐形瓶（75g）中投入0.5g二氧化鎰，待雙氧水反應完畢后測得錐形并和反應后混合物的總質量為95.1g,則產(chǎn)生氧氣的質量是g,雙氧水溶液中溶

13、質的質量分數(shù)為。（2）小林對小海的設計提出質疑后，設計如中圖的方案（只在上述方案中的錐形瓶上加一干燥管），請你說明小林質疑的理由（3）小明通過思考后，覺得他們的方案誤差都較大，于是小明設計如右圖的方案（試劑用量不變）。請你說明小明認為他們誤差較大的原因：。如果要滿足小明的要求，該實驗需用mL的量筒1.C2、2KMnO=加熱EMnOMnOQT;試管量筒；cb;試管口沒有放棉花團;集氣瓶底沒有放少量的水或鋪一層細沙；未冷卻到室溫就讀數(shù)3. (1)酒精燈錐形瓶(2)AE(3)催化方程式略所收集水的體積包含了加入的過氧化氫溶液的體積(其他合理答案均可)(未移出F中的導管內(nèi)留存有水，導致計算結果偏小。(3)未考慮B中液4. (1)Zn+H2SQ=ZnSO4+H2T(2)洗滌(或洗凈)、干燥體所占體積大5. (1)分液漏斗(2)Zn+H2SO4=ZnSO4+H22分)(3)加快反應的速率【化學反應速率和很多因素有關，如接觸面積，濃度，溫度等】(4)提高D管，靜止片刻后，CD液面仍存在高度差，則氣密性良好【管內(nèi)空氣如果與外界空氣連通的話，就不會保持高度差?！?5)使DC中的液面相平【這個利用連通器原理，最右邊的管子可以上下移動，保持液面平就能使中間管子里的氣體保持在標準大氣壓下。氣壓如果不同，氣體的密度也會變化(氣體容易被壓縮)，計算會有誤差】(6)測量銅鋅合