2014高考化学一轮复习特色训练1阿伏加德罗定律和气体定量测定在实验中的强化应用

特色训练1阿伏加德罗定律和气体定量测定在实验中的强化应用1．在两个密闭容器中，分别充有质量相同的甲、乙两种气体，若两容器的温度和压强均相同，且甲的密度大于乙的密度，则下列说法正确的是()。A．甲的分子数比乙的分子数多B．甲的物质的量比乙的物质的量少C．甲的摩尔体积比乙的摩尔体积小D．甲的相对分子质量比乙的相对分子质量小解析由公式m＝ρV得出，ρ甲V甲＝ρ乙V乙，即V甲V乙＝ρ乙ρ甲，因为ρ甲ρ乙，则V甲V乙，同温同压下，n乙n甲。M甲＝mn甲，M乙＝mn乙得M乙M甲，因此B正确，A、D错误；同温同压下，不同气体的摩尔体积相同，C错误。答案B2．已知气体X2和气体Y2在一定条件下能化合生成气体C，并知C的化学式只有两种可能：分别为XY或X2Y。请设计实验(实验装置任选)来确定C的化学式，简述实验过程，分析说明结论。实验过程：_______________________________________________________________________________________________________________________________。结论及分析：①若实验结果是________，则生成物C的化学式为XY。判断的依据是________________________________________________________________________。②若实验结果是________，则生成物C的化学式为X2Y。判断的依据是________________________________________________________________________。解析该题为通过实验确定生成物的化学式。因为组成元素未知，所以不能定性分析，而需转化成可测控的量进行定量分析。根据反应物和生成物均为气体的特点，运用阿伏加德罗定律，可通过反应过程中体积变化或压强的变化值来确定反应物的物质的量之比，再由原子守恒得出生成物的化学式。答案法一实验过程(测定反应前后的数据、容器性能、恢复温度三项全对才可)分别取同温、同压、等体积(V1)的X2和Y2两种气体充入一恒压、容积可变的密闭容器中，在一定条件下反应完全并恢复到原来温度后，测定容器的体积(V2)结论及分析：①V2＝V1X2＋Y2===2XY，反应前后分子数之比是1∶1，根据阿伏加德罗定律可推得以上结论②V2＝34V12X2＋Y2===2X2Y，反应前后分子数之比是4∶3，根据阿伏加德罗定律可推得以上结论法二实验过程：分别取同温、同压、等体积的X2和Y2两种气体充入一恒容的密闭容器中，并测定容器的压强(p1)，在一定条件下反应完全并恢复到原温度后，再测定容器的压强(p2)结论及分析：①p2＝p1X2＋Y2===2XY，反应前后分子数之比是1∶1，根据阿伏加德罗定律可推得以上结论②p2＝34p12X2＋Y2===2X2Y，反应前后分子数之比是4∶3，根据阿伏加德罗定律可推得以上结论3．(2012·青岛月考)测定1mol氧气在标准状况下所占体积的实验操作的步骤如下：①按下图装配实验装置。②洗净试管然后充分干燥。③向500mL烧瓶里装满水，向500mL烧杯里加入少量水，把连接烧瓶和烧杯的玻璃管A、橡皮管B和玻璃管C中也装满水，在中间不要留下气泡，然后用弹簧夹把橡皮管B夹紧。④称得试管的质量为14.45g，往试管里加入KClO3和MnO2的混合物，再称其质量为15.95g。⑤打开弹簧夹，把烧杯举起使烧瓶和烧杯中的水面一致，再关闭弹簧夹，然后把烧杯中的水倒掉。⑥打开弹簧夹，加热试管的混合物到不再产生气体，即水不再流向烧杯时为止。⑦反应完毕后把装置放置冷却到室温。⑧调节烧杯的高度使烧瓶和烧杯中的水面一致，然后再关闭弹簧夹。⑨用500mL量筒测量烧杯里水的体积为285.0mL，把它换算为标准状况下氧气的体积为279.7mL。⑩再称量冷却后试管的质量为15.55g。(1)在操作⑦中，装置冷却时，玻璃管C的出口，一直要在烧杯的水中，不能离开水面，其理由是______________________________________________________________________________________________________。(2)简述操作⑧的必要性，即为什么要调节烧杯的高度，使烧瓶和烧杯中的水面一致？____________________________________________________________________________________________________________________________。(3)标准状况下，1mol氧气所占的体积(保留小数后两位)为________L；混合物中MnO2的质量分数为________。解析这是一道利用阿伏加德罗定律测定1mol氧气标准状况下所占体积的实验题。其原理是通过测量氧气排出的水的体积，进而确定产生的氧气的体积，成功的关键是烧瓶内的气体在反应前后是否处于同一状态，即是否同温同压，由于气体体积的大小受温度、压强的影响，若烧杯内的液面不一致，则造成压强的改变，使误差增大。若反应完后未冷却至室温，则会更多地偏离标准状况，使结果不准确。答案(1)温度降低时，烧瓶内的压强降低，这时烧杯中的水就会回流，从而可以准确地求出气体的体积(2)如果烧瓶中的压强和外界大气压不一致，就不能准确地求出气体体积(3)22.3832%4．(2012·四川理综，28)甲、乙两个研究性学习小组为测定氨分子中氮、氢原子个数比，设计了如下实验流程：制取氨气→装有足量干燥剂的干燥管→装有氧化铜的硬质玻管→盛有足量浓硫酸的洗气瓶→测定生成氮气的体积实验中，先用制得的氨气排尽洗气瓶前所有装置中的空气，再连接洗气瓶和气体收集装置，立即加热氧化铜。反应完成后，黑色的氧化铜转化为红色的铜。下图A、B、C为甲、乙两小组制取氨气时可能用到的装置，D为盛有浓硫酸的洗气瓶。甲小组测得：反应前氧化铜的质量m1g、氧化铜反应后剩余固体的质量m2g、生成氮气在标准状况下的体积V1L。乙小组测得：洗气前装置D的质量m3g、洗气后装置D的质量m4g、生成氮气在标准状况下的体积V2L。请回答下列问题：(1)写出仪器a的名称：________。(2)检查A装置气密性的操作是_____________________________________________________________________________________________________________。(3)甲、乙两小组选择了不同的方法制取氨气，请将实验装置的字母编号和制备原理填写在下表的空格中。实验装置实验药品制备原理甲小组A氢氧化钙、硫酸铵反应的化学方程式为：①__________________________________________乙小组②______浓氨水、氢氧化钠用化学平衡原理分析氢氧化钠的作用：③__________________________________________(4)甲小组用所测数据计算出氨分子中氮、氢的原子个数之比为________。(5)乙小组用所测数据计算出氨分子中氮、氢的原子个数比明显小于理论值，其原因是______________________________________________________________________________________________________________________________。为此，乙小组在原有实验的基础上增加了一个装有某药品的实验仪器，重新实验。根据实验前后该药品的质量变化及生成氮气的体积，得出了合理的实验结果。该药品的名称是____________。解析(4)根据3CuO＋2NH3=====△3Cu＋3H2O＋N2可知CuO减少的质量等于生成物H2O中O元素的质量，m(O)＝m1g－m2g，在H2O中n(H)＝n(O)×2＝m1－m2g16g·mol－1×2＝m1－m28mol，n(N)＝2n(N2)＝2×V1L22.4L·mol－1＝V111.2mol，N(N)∶N(H)＝V111.2mol：m1－m28mol＝5V1∶7(m1－m2)。(5)因为NH3与CuO反应时，NH3不可能完全反应，未反应的NH3被浓H2SO4吸收，使得代入计算式中氢元素的质量偏高。可以改用只吸收水而不吸收NH3的干燥剂，例如碱石灰、氢氧化钠固体、氧化钙固体等。答案(1)圆底烧瓶(2)连接导管，将导管插入水中；加热试管，导管口有气泡产生；停止加热，导管内有水回流并形成一段稳定的水柱(3)①(NH4)2SO4＋Ca(OH)2=====△2NH3↑＋2H2O＋CaSO4②B③氢氧化钠溶于氨水后放热、增加氢氧根浓度，使NH3＋H2ONH3·H2ONH＋4＋OH－向逆方向移动，加快氨气逸出(4)5V1∶7(m1－m2)(5)浓硫酸吸收了未反应的氨气，从而使计算的氢的量偏高碱石灰(氢氧化钠、氧化钙等)