二氧化碳的制備性質(zhì)及相對分子量的測定

關(guān)于二氧化碳的制備性質(zhì)及相對分子量的測定第1頁，共35頁，2023年，2月20日，星期二實驗3二氧化碳的制備、性質(zhì)及相對分子量的測定第2頁，共35頁，2023年，2月20日，星期二實驗?zāi)康模?.熟練掌握制取和收集二氧化碳的方法及性質(zhì)實驗的規(guī)范操作。2.實習二氧化碳制取及化學性質(zhì)演示實驗的講解方法。3.學會測定二氧化碳相對分子量的實驗方法。學習氣體密度法測定氣體相對分子量的原理和方法，學習啟普發(fā)生器的使用和稱量的操作，了解氣體凈化和干燥的方法。第3頁，共35頁，2023年，2月20日，星期二實驗藥品：凡士林、大理石、稀鹽酸（6mol/L）、石蕊試液、石灰水、鎂條、鐵絲、小蠟燭、氫氧化鈉、無水氯化鈣、、飽和碳酸氫鈉溶液、濃硫酸實驗器具：250毫升啟普發(fā)生器1個脫脂棉1袋洗瓶2只（帶塞）木夾（或竹夾）1個試管2只錐形瓶一個注射器1只平底燒瓶1只長頸漏斗1只錐形瓶1個長頸漏斗1只干燥管1個100毫升燒杯1只50毫升燒杯1只100mL塑料集氣瓶1只集氣瓶4個玻璃導管2段水槽1個酒精燈1個分液漏斗1個礦泉水瓶底1個鐵架臺1架托盤天平1臺毛玻片4片剪刀1把玻璃導管1段洗氣瓶2個托盤天平1臺

電子天平（分析天平）

1臺第4頁，共35頁，2023年，2月20日，星期二實驗室制取二氧化碳原理：2HCl+CaCO3

→CaCl2+CO2↑+H2O第5頁，共35頁，2023年，2月20日，星期二一、二氧化碳的制備1啟普發(fā)生器裝置實驗步驟：從啟普發(fā)生器的氣體出口加入大理石，加入量不超過中間球體積的1/3，關(guān)閉氣體出口，再從球形漏斗加入6mol/L的鹽酸。打開旋塞，鹽酸即從底部通過狹縫上升與大理石作用，產(chǎn)生二氧化碳氣體。由于大理石中含有硫，所以制備的二氧化碳氣體中，常含有硫化氫、酸霧、水汽等雜質(zhì)，此時，通過KMnO4(1mol/L）、濃H2SO4除去。第6頁，共35頁，2023年，2月20日，星期二2簡易裝置實驗步驟：（1）按圖安裝好制取二氧化碳的實驗裝置。（2）錐形瓶中加入10克左右塊狀大理石，塞緊帶有長頸漏斗和導管的橡皮塞。（3）氣體導出管放入集氣瓶中，導管口應(yīng)處在集氣瓶的瓶底處。（4）通過長頸漏斗加入適量的稀鹽酸，錐形瓶中立刻有氣體產(chǎn)生。（5）片刻后，劃一根火柴，把燃著的火柴放到集氣瓶口的上方，如果火柴很快熄滅說明集氣瓶中已經(jīng)受集滿二氧化碳氣體，蓋好毛玻璃片，將集氣瓶口向上放在桌子上備用。第7頁，共35頁，2023年，2月20日，星期二制取實驗儀器和裝置：第8頁，共35頁，2023年，2月20日，星期二第9頁，共35頁，2023年，2月20日，星期二第10頁，共35頁，2023年，2月20日，星期二第11頁，共35頁，2023年，2月20日，星期二第12頁，共35頁，2023年，2月20日，星期二要點：（1）實驗室制取二氧化碳，如選用大理石為原料，則不能選用稀硫酸。因為生成的碳酸鈣是微溶性物質(zhì)，它包裹在大理石表面，使酸液不能與大理石接觸，從而使反應(yīng)中止。（2）收集二氧化碳氣體也可用排水法，但水槽中的液體最好選用飽和的碳酸氫鈉溶液，它不會使二氧化碳損失。（3）注意氣密性；（4）導管口要在瓶底處，因為二氧化碳的比重大于空氣。第13頁，共35頁，2023年，2月20日，星期二二、二氧化碳性質(zhì)實驗1二氧化碳通入滴加過石蕊試劑純凈水中，觀察試劑顏色變化。2二氧化碳通入澄清石灰水，觀察澄清石灰水的變化。3把充滿二氧化碳的集氣瓶中的二氧化碳倒入放有點燃的蠟燭的燒杯里，觀察蠟燭火焰變化。4點燃用坩堝鉗夾住的鎂條，放入盛滿二氧化碳的集氣瓶中，觀察集氣瓶內(nèi)的現(xiàn)象。2Mg+CO2→2MgO+C第14頁，共35頁，2023年，2月20日，星期二鎂在二氧化碳中燃燒

〔用品〕二氧化碳發(fā)生裝置、集氣瓶、坩堝鉗、酒精燈、砂紙、小刀。〔操作〕取約10cm長的鎂條，用砂紙或小刀把它一端的氧化膜除盡，用坩堝鉗夾持另一端，放在酒精燈上點燃后，隨即伸入盛有二氧化碳的集氣瓶內(nèi)，鎂條會繼續(xù)燃燒，并發(fā)出耀眼白光。燃燒后，集氣瓶的瓶壁特別是瓶底出現(xiàn)有白色粉末，同時還有黑色斑點?！矀渥ⅰ?．氧化鎂的生成熱是612.4kJ/mol，二氧化碳的生成熱是393.4kJ/mol，因此在二氧化碳中燃燒鎂，可以把二氧化碳還原成碳。2．除凈鎂帶表面的氧化物和通入足量的二氧化碳是本實驗的成敗關(guān)鍵。3．燃燒產(chǎn)物白色粉末是氧化鎂，黑色固體是單質(zhì)碳。第15頁，共35頁，2023年，2月20日，星期二三、二氧化碳分子量的測定

取一只潔凈而干燥的碘量瓶，蓋好瓶塞，在電子天平上稱量并記錄空氣、瓶子、塞子的質(zhì)量Ａ。

拔去塞子，把啟普發(fā)生器裝置上的導氣管插入瓶底，等４-５分鐘后，輕輕取出導氣管，蓋好瓶塞，在原來的天平上稱重并記錄Ｂ１。為了保證瓶內(nèi)空氣完全被二氧化碳排出，重復通入二氧化碳和稱量的操作并記錄Ｂ２，直至兩次稱量結(jié)果相差不超過２毫克為止。記錄二氧化碳、瓶子、塞子的質(zhì)量Ｂ。

為了測定碘量瓶的容積，可在瓶內(nèi)裝滿水，塞好塞子，（注意：要求瓶內(nèi)沒有氣泡，瓶外沒有水珠）。在臺秤上稱重并記錄Ｃ。

第16頁，共35頁，2023年，2月20日，星期二碘量瓶：在錐形瓶口上使用磨口塞子，并且加一水封槽。用于碘量分析，蓋塞子后以水封瓶口。

碘量瓶的用途：一般為碘量法測定中專用的一種錐形瓶。也可用作其他產(chǎn)生揮發(fā)性物質(zhì)的反應(yīng)容器。

用法：加入反應(yīng)物后，蓋緊塞子，塞子外加上適量水作密封，靜置反應(yīng)一定時間后，慢慢打開塞子，讓密封水沿瓶塞流入錐形瓶，再用水將瓶口及塞子上的碘液洗入瓶中。第17頁，共35頁，2023年，2月20日，星期二碘量瓶第18頁，共35頁，2023年，2月20日，星期二稱量瓶(weighingbottle)

帶有磨口塞的筒形的玻璃瓶，用于差減法稱量試樣的容器。因有磨口塞，可以防止瓶中的試樣吸收空氣中的水分和CO2等，適用于稱量易吸潮的試樣。

稱量瓶是一種常用的實驗室玻璃器皿，一般用于準確稱量一定量的固體。又稱稱瓶。精確稱量分析試樣所用的小玻璃容器。一般是圓柱形，帶有磨口密合的瓶蓋。

稱量瓶的規(guī)格以外徑×高(cm)表示，分為扁形、筒形兩種外形。根據(jù)材料有普通玻璃稱量瓶和石英玻璃稱量瓶。

稱量瓶的蓋子是磨口配套的，不得丟失、弄亂。稱量瓶使用前應(yīng)洗凈烘干，不用時應(yīng)洗凈，在磨口處墊一小紙，以方便打開蓋子。

第19頁，共35頁，2023年，2月20日，星期二第20頁，共35頁，2023年，2月20日，星期二第21頁，共35頁，2023年，2月20日，星期二分析天平的使用1.稱量前應(yīng)檢查天平是否正常,是否處于水平位置,吊耳、圈碼是否脫落,玻璃框內(nèi)外是否清潔。

2.應(yīng)從左右兩門取放稱量物和砝碼.

稱量物不能超過天平負載(200克),不能稱量熱的物體.

有腐蝕性或吸濕性物體必須放在密閉容器中稱量。

3.開啟升降旋鈕(開關(guān)旋鈕)時,一定要輕放,以免損傷瑪瑙刀口.;

每次加減砝碼、圈碼或取放稱量物時,一定要先關(guān)升降旋鈕(關(guān)閉天平),加完后,再開啟旋鈕(開啟天平).

讀數(shù)時,一定要將升降旋鈕開關(guān)順時針旋轉(zhuǎn)到底,使天平完全開啟.

同一化學試驗中的所有稱量,應(yīng)自始至終使用同一架天平,使用不同天平會造成誤差。

4.每架天平都配有固定的砝碼,不能錯用其他天平的砝碼.

保持砝碼清潔干燥.砝碼只許用鑷子夾取,絕不能用手拿,用完放回砝碼盒內(nèi).

轉(zhuǎn)動圈碼讀書時動作要輕而緩慢,以免圈碼調(diào)落。

5.稱量完畢,應(yīng)檢查天平梁是否托起,砝碼是否已歸位,指數(shù)盤是否轉(zhuǎn)到"0",電源是否切斷,邊門是否關(guān)好.最后罩好天平,填寫使用記錄。第22頁，共35頁，2023年，2月20日，星期二第23頁，共35頁，2023年，2月20日，星期二第24頁，共35頁，2023年，2月20日，星期二第25頁，共35頁，2023年，2月20日，星期二實驗裝置第26頁，共35頁，2023年，2月20日，星期二實驗裝置第27頁，共35頁，2023年，2月20日，星期二實驗裝置第28頁，共35頁，2023年，2月20日，星期二二、二氧化碳分子量的測定

實驗原理

根據(jù)阿佛加德羅定律，同溫同壓下，同體積氣體含有相同數(shù)目的分子。因此，當溫度、壓力相同時，同體積兩種氣體的質(zhì)量比，等于它們的相對分子量之比。即

M1/M2＝ｍ1/ｍ2

其中M為相對分子量，ｍ為質(zhì)量。

本實驗以空氣（其相對分子量為29.0）作參照物，與同體積的二氧化碳氣體相比較，此時，二氧化碳的相對分子量可由下式計算：

MCO2＝(mCO2/m空氣)×29.0

因此，在實驗中只要測出一定體積二氧化碳的質(zhì)量，計算出實驗條件下同體積空氣的質(zhì)量，即可得到二氧化碳的相對分子量。第29頁，共35頁，2023年，2月20日，星期二數(shù)據(jù)記錄和結(jié)果處理

室溫Ｔ：______________氣壓Ｐ：______________（空氣＋瓶子＋塞）的質(zhì)量Ａ：________ｇ

（二氧化碳＋瓶子＋塞）的質(zhì)量Ｂ1______ｇ、Ｂ1_____ｇ、Ｂ3_____ｇ

（水＋瓶子＋塞）的質(zhì)量Ｃ______ｇ

瓶的容積Ｖ＝（Ｃ－Ａ）／1.000=______ml

瓶內(nèi)空氣的質(zhì)量m2＝ＰＶＭ２／ＲＴ=______ｇ

二氧化碳氣體的質(zhì)量m1＝Ｂ－（Ａ－m2）=__________ｇ

二氧化碳的分子量M1＝29.0×m1／m2=_______________g

相對誤差：=___________第30頁，共35頁，2023年，2月20日，星期二數(shù)據(jù)記錄與結(jié)果處理第一次測定：用250ml碘量瓶收集，溫度：25.0℃，大氣壓：606.5mmHg第31頁，共35頁，2023年，2月20日，星期二第二次測定：用100ml碘量瓶收集，溫度：25.0℃，大氣壓：608mmHg第32頁，共35頁，2023年，2月20日，星期二實驗結(jié)果分析本實驗采用了不同體積的碘量瓶收集二氧化碳氣體進行比較，實驗結(jié)果表明：使用小體積集氣瓶測定，實驗結(jié)果比較穩(wěn)定