测定1mol气体的体积

第十章学习几种定量测定方法科学用实验看世界！•实验1：电解水得到氢气和氧气——说明水是由氢元素、氧元素组成的；•实验2:喷泉实验用水吸收氯化氢气体——说明氯化氢易溶于水；•实验3：H2O2在MnO2催化下分解速率加快——说明催化剂可加快化学反应速率化学的定量测定：•定量测定是从“量”的角度认识物质及其变化规律。•定量测定技术的进步推动了现代化学的发展。•定量测定是现代化工生产中控制生产的必要条件。•定量测定中“准确性”极其重要。化学的定量测定：•定量测定方法：称量、量出体积、确定温度的变化数等•定量仪器：电子天平、量筒、滴定管、温度计、秒表等•测定1mol气体的体积，我们需要哪些实验数据？问题1：mVVn提示：•答案：气体的体积V和气体的物质的量n。一、原理与方法1．原理10.1测定1mol气体的体积•气体的物质的量能用实验方法直接测定吗？•答案：不能。根据气体的物质的量=质量/摩尔质量，可以测气体的质量。问题2：mVVVMVmnmM10.1测定1mol气体的体积•气体的体积和质量的实验数据较难测定，我们是否能将其转化为其他状态的物质进行测定？•答案：将气体的量转化为测定固态或液态的量问题3：10.1测定1mol气体的体积2．方法直接测量转化氢气的质量镁带的质量间接测量转化氢气的体积转化直接测量氢气的体积比较难，怎么办？？10.1测定1mol气体的体积设计测定1摩尔气体体积的实验装置以1molH2体积测定为例，用镁和足量的稀硫酸反应，并测定H2的摩尔体积。探究活动：气体摩尔体积的测定装置应该有几部分组成？想一想：解析：气体的发生装置气体收集装置量体积装置10.1测定1mol气体的体积•以1molH2体积测定为例，用镁和足量的稀硫酸反应，并测定H2的摩尔体积。探究活动：222222442()()()()()()()()()()mMgMgMgMgMgHHHHmHMVMmMgHSOMgSOHVVVVnn数据转化：测定镁带质量和H2的体积10.1测定1mol气体的体积•一、测定原理——某温度下，用一定量的镁带跟足量的稀硫酸反应，测出产生氢气的体积，从而计算出该温度下1mol氢气的体积。•二、测定方法（1）制氢气，用镁的质量计算氢气的质量。（2）产生的氢气用排液法收集、量出体积。•三、计算公式22222()()()()()()()()()()mMgMgMgMgMgHHHHmHMVMmVVVVnn10.1测定1mol气体的体积•方案1方案展示：介绍：用镁跟足量的稀硫酸反应制得H2，利用排水法用量筒收集，并量取气体体积。缺点：量筒不能收集气体，并且收集后测出体积不准确。10.1测定1mol气体的体积•方案2方案展示：介绍：用镁跟足量的稀硫酸反应制得H2，并通入短进长出的广口瓶，气体将液体压入量筒中收集，流入量筒中液体的体积就是产生氢气的体积。注意：量筒中液体体积减去注入硫酸的体积才是生成的气体体积。10.1测定1mol气体的体积•方案3方案展示：介绍：用镁跟足量的稀硫酸反应制得H2，将生成的氢气用气球收集。气球的体积就是氢气的体积。缺点：气球体积难以准确测定，实验误差大。10.1测定1mol气体的体积•方案4方案展示：介绍：用镁跟足量的稀硫酸反应制得H2，将生成的氢气用针筒收集。针筒显示的体积减去注入硫酸的体积就是氢气的体积。优点：针筒可以直接测出气体的体积。10.1测定1mol气体的体积•四、气体摩尔体积测定装置1、气体发生装置：气体发生器——带支管的锥形瓶（加料口、橡皮塞）2、排液装置：储液瓶——带有玻璃瓶塞和伸至瓶底的导液管；瓶上刻度线标明容积约200ml的位置3、量液装置：液体量瓶——量瓶瓶颈上有110—130mL刻度线（可正确读出进入量瓶的液体体积）10.1测定1mol气体的体积装置使用原理：用针筒取硫酸，注入到气体发生器中与镁反应，产生的氢气将储液瓶中的品红溶液压入液体量瓶中。分析:这套装置在使用过程中应注意哪些问题？•注意问题：1、硫酸应过量，保证镁全部反应。2、装置不能漏气，保证其气密性，应先检漏。3、生成氢气的体积应是液体量瓶的读数减去注入硫酸的体积。4、液体量瓶的读数范围是110—130mL，所以对生成的氢气的量有限制，过多或过少都测不出。10.1测定1mol气体的体积对镁的量有限制•五、实验步骤【准备部分】1、记录实验室的温度和压强2、装配实验装置，做好气密性检查10.1测定1mol气体的体积•【实验部分】1、连接装置，气密性检查——当A瓶连接好装置然后塞上瓶塞，储液瓶（B瓶）内导管中液面会上升，观察上升液面在1分钟内无明显下降，可以确认装置气密性合格。10.1测定1mol气体的体积•【实验部分】2、称量所需镁带——用砂皮除去镁带表面氧化层，称二份所需的量，记录数据。10.1测定1mol气体的体积•【实验部分】3、加料（镁带）——从A瓶出气口处除下胶管，托盘中移出A瓶，用小烧杯加入20毫升的水，再加入称量后的镁带，加料口塞上橡胶塞，将A瓶置于A托盘内，出气口接上胶管。10.1测定1mol气体的体积•【实验部分】4、调整装置压强—第1次用注射器——用注射器从A瓶加料口处吸出空气，当B瓶中内管液面和外管液面持平时，可以确认装置内外压强基本一致，反应位于起始状态。10.1测定1mol气体的体积•【实验部分】5、加amL硫酸——第2次用注射器——用注射器（去针头）在小烧杯中吸入a（10）mL3mol/LH2SO4，注射器口向下装上针头，排出多余硫酸，移到A瓶加料口上方，左手握A瓶颈右手将注射器针头迅速拔出注射器。10.1测定1mol气体的体积•【实验部分】6、读数——第3次用注射器（1）反应开始排出液体速度较快，后逐渐变慢，当目测A瓶中镁带几乎都反应完时，可用左手握住A瓶胶塞轻轻上下振荡，使少量气体尽可能逸出。当C瓶内插头口不再滴液时确认反应完成。镁条反应完后再静置3~5分钟，使容器内的温度冷却到室温，记录10.1测定1mol气体的体积•【实验部分】6、读数——第3次用注射器（2）读出bmL体积数，用注射器从A瓶加料口处抽气，使B瓶中导管内外液面持平，读出注射器内气体体积数据bmL。——即为B瓶导管内没有排出的液体量。10.1测定1mol气体的体积•【实验部分】•6、读数——第3次用注射器•（3）读出cmL体积数，从C托盘中取出C瓶，读出液体量cmL。•注意：注射器及液体量瓶（C瓶）刻度最小分度均为0.5mL。及时将a、b、c三个体积读数记录在案，便于下步计算。Vm＝————————————————×M(镁)修正计算公式：V(H2O)-V(H2SO4)+V(注射器)m(镁)10.1测定1mol气体的体积•【实验部分】7、恢复装置起始状态——将C瓶中液体倒回B瓶中，补加少量品红溶液，使液面基本恢复到刻度线。将A瓶中反应液倒入废液缸，用水冲洗A瓶使之冷却，可以开始重复实验。10.1测定1mol气体的体积8．再做一次，取两次的平均值9．计算，做好记录10．误差分析重复测量时，要确保两次量之间的差异符合实验要求（按分析化学要求，两次所测量之间的差异不超过0.5%）。•【实验部分】10.1测定1mol气体的体积•六、注意事项•1、镁带要用砂皮打磨干净，两次称量镁带的重量应该尽可能的接近，即时记录数据（精确到0.001g）•2、装配装置时：连接C瓶和B瓶时要严格按照要求左右移动C瓶来操作•3、加料时，第一次加入10mL水是为防止镁带进入时敲到瓶底，第二次是为了防止镁带附在瓶壁上，可用水来冲。10.1测定1mol气体的体积•六、注意事项•4、反应开始前：要用橡皮筋固定B瓶的玻璃塞——以防气压过大冲出•5、反应开始前一定要调整整个装置的气压和外压一致•6、用针筒取稀硫酸的整个过程中要求针头一直朝下，以防硫酸溅出伤人10.1测定1mol气体的体积•六、注意事项•7、用针筒加硫酸时要一气呵成，拔出针头要迅速又要保证橡皮塞不被冲出•8、针筒读数时要看平端所对的刻度•9、复原时用水冲洗气体发生器是为了降温，将其恢复到室温10.1测定1mol气体的体积实验误差的来源及处理办法1、系统误差2、偶然误差3、过失误差来源于仪器装置和药品自身的误差仪器的精密度高、试剂品质好，误差就小来源于测定时的某些偶然因素如测定时，环境温度的变化操作失误所引起的误差，或叫测量错误如液体的读数偏差、装置漏气系统误差有专门的方法来处理偶然误差可用多次平行实验求平均值来减小由测定人的正确操作来消除。以下情况是否会造成实验误差。为什么？1、镁带中含有与硫酸不反应的杂质；2、镁带中含有铝杂质；V(排)减小，即：Vm偏低；V(排)增大，Vm偏高；3、没有进行装置的气密性检查，有漏气V(排)偏低——Vm偏低；4、镁带表面氧化镁没有擦除或没有除尽V(排)偏低——Vm偏低；5、液体量瓶刻度读数未扣去硫酸的体积V(排)偏高——Vm偏高；6、硫酸的量不足，镁带没有完全反应V(排)偏低——Vm偏低Vm＝————————————————×M(镁)V(H2O)-V(H2SO4)+V(注射器)m(镁)7、没有冷却到室温读数V(排)偏高——Vm偏高。测定气体摩尔体积的装置气体发生装置气体收集装置量体积装置气体摩尔体积的测定装置应该有几部分组成？根据制气反应的反应物状态和反应条件选择装置如果把气体收集与量体积结合起来的装置设计通过测定被气体从广口瓶中压出来的水的体积来测得气体的体积，或用量气管，使生成的气体直接通入原本装满水的管中，水被排向另一管，从另一管的刻度可读出气体的体积。以上两种装置在读取气体体积时都应使两边的水面保持同一水平面。保持两边的压强相同1．记录实验时室内______和______；2．连接好测定装置，并检查装置的_______；3．砂皮打磨掉表面的氧化膜，精确测量镁条质量4．加入10mL2mol/L硫酸5．反应完后再静置几分钟，使容器__________6．读出液体量瓶内气体的体积数7．再做一次8．记录数据并计算：完成P49空格9.实验误差：温度压强气密性冷却到室温实验步骤