实验探究气体的质量和体积的测定原理与方法

实验探究气体的质量和体积的测定原理与方法1.（1）原理：对于难溶于水且不与水反应（或无法用试剂直接吸收）的气体（如H2、O2等）通常采用排水量气法测量它们的体积，根据排出（2）量气装置其中图（a）会因集气瓶至量筒之间的那段导管内的液体无法读出，而使测得的气体体积偏小；如果选用图（d）的装置就可以避免这样的误差，其实验步骤为:①检验装置的气密性；②连接好收集装置后，在量气筒内注满水，上下移动乙管，使甲管内的液面处在“0”刻度；③反应完毕，上下移动乙管，使甲、乙两管内的液面保持相平，再读出甲管内气体体积数。这套装置的好处是成功的避免了装置(a)的不足,利用反应前装置内外的气压相等，反应后上下移动乙管，使甲、乙两管内的液面保持相平，从而保持反应后装置内外的气压相等，这样测得的结果才比较准确。但这套装置也有不足，操作复杂。（3读数时注意:①冷却至室温；②调节两液面相平；【实验探究1】某研究性学习小组为证明在同温同压下，相同浓度相同体积的不同强度的一元酸与足量镁带反应时，生成氢气的体积相同而反应速率不同，同时测定实验室条件下的气体摩尔体积。设计的简易实验装置如下图。该实验的主要操作步骤如下：Ⅰ.①配制浓度均为0.5mol/LH2SO4溶液和H2C2O4②用量取10.00mL0.5mol/LH2SO4和H2C2O4③分别称取除去表面氧化膜的镁条并系于铜④检查装置的气密性，在广口瓶中装满水，按图连接好装置；⑤将铜丝向下移动,使足量镁带浸入酸中(铜丝不与酸接触)，至反应完全，记录⑥反应结束后，读取量筒中水的体积为ymL。Ⅱ.（1）用密度为1.84g/cm398%的浓H2SO4配制250mL0.5mol/L的H2SO4溶液，所需要的主要仪器有、、烧杯、玻璃（2）以下是读取量筒内水的体积时必须包括的几个步骤：①使乙、丙中液面相平；②将装置冷却至室温；③读取量筒内水的体积。这三步操作的正确顺序是（3）读取量筒内水的体积时，若丙中液面高于乙中液面，使乙、丙中液面相平的操作是（4）简述速率不等的原因是铜丝不与酸接触的原因是。解析Ⅰ.②根据量取溶液体积的精确度要求可知应使用酸式滴定管；⑤比较H2SO4、H2C2O4反应速率可通过观察气泡或完全反应所需时间长短。Ⅱ.(1)配制溶液需要使用特定的仪器（250mL的容量瓶），定容时需要用到胶头滴管。（2）为保证测量数据的准确,应该将气体冷却至室温和相同压强下，所以应该先进行操作②,然后调整液面使气体压强等于外界大气压,最后正确读数。(3)由题意可知，丙（量筒）中的液面高于乙的液面,故应将丙向下移动。(4)因为H2SO4是强酸、H2C2O4是弱酸，故相同浓度的溶液中H2SO4的氢离子浓度大，反应速率快。若铜丝接触溶液，则构成原电池，使反应速率加快，使实验结果的可信度降低。答案Ⅰ.②酸式滴定管Ⅱ.（1）250mL容量瓶胶头滴管（2）②①③(3)丙向下移动（4）氢离子浓度不同镁与铜易形成原电池，加快反应速率，干扰实验的测定2.气体质量的测定（1）原理：气体的质量一般采用间接的方法来测定，对一些可用试剂直接吸收的气体根据气体的某些性质（如酸碱性或溶解性）采用合适的吸收剂（如浓硫酸、碱石灰）和实验装置（如洗气瓶、干燥管）来吸收，通过吸收装置吸收前后（2）测量装置【实验探究2】碳酸钠样品中往往含有少量NaCl,现欲测定样品中Na2CO3的质量分数，某探究性学习小组分别设计了如下实验方案。请回答下把一定质量的样品和足量的稀硫酸反应，采用下图所示装置，通过称量反应前后盛有碱石灰的U型管质量，利用其质量差求算样品的纯度。①在U型管内填满碱石灰，质量为mg②取ng样品装入广口瓶中③检验装置的气密性④缓慢鼓入空气数分钟，再称量U型管质量为wg⑤关闭止水夹⑦缓慢加入稀硫酸至不再产生气体为止⑧缓慢鼓（1）正确的操作顺序是（填写序号）:③→→⑥→→⑤→→⑦→→④（2）若去掉装置A，测定结果；若去掉装置B，测定结果；若去掉装置C，测定结果。（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）解析依据实验目的，结合各装置中试剂的性质，不难确定各装置的作用和操作顺序等。答案②⑧①⑥（2）偏大偏大偏大返回