2011届高三化学同步课件：实验探究 气体的质量和体积的测定原理与方法（新人教版）实验探究实验探究 气体的质量和体积的气体的质量和体积的 测定原理与方法测定原理与方法1.1.气体体积的测定气体体积的测定 （1 1）原理：对于难溶于水且不与水反应（或无）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（如法用试剂直接吸收）的气体（如H H2 2、O O2 2等）通等）通 常采用排水量气法测量它们的体积，根据排出常采用排水量气法测量它们的体积，根据排出 的水的体积来确定气体的体积。的水的体积来确定气体的体积。 （2 2）量气装置）量气装置其中图（其中图（a a）会因集气瓶至量筒之间的那段导管内）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的液体无法读出，而使测得的气体体积偏小 ；如；如果选用图（果选用图（d d）的装置就可以避免这样的误差，其）的装置就可以避免这样的误差，其实验步骤为实验步骤为:检验装置的气密性；检验装置的气密性；连接好收集连接好收集装置后，在量气筒内注满水，上下移动乙管，使装置后，在量气筒内注满水，上下移动乙管，使甲管内的液面处在甲管内的液面处在“0”0”刻度；刻度；反应完毕，上下反应完毕，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避免了装置( (a a) )的不足的不足, ,利用反应前装置内外的气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。置也有不足，操作复杂。（3 3）读取体积：）读取体积：读数时注意读数时注意:冷却至室温；冷却至室温；调节两液面相平；调节两液面相平；视线与凹液面的最低处相切。视线与凹液面的最低处相切。【实验探究实验探究1 1】 某研究性学习小组为证明在同温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：验的主要操作步骤如下：.配制浓度均为配制浓度均为0.5 0.5 molmol/L /L H H2 2SOSO4 4溶液和溶液和 H H2 2C C2 2O O4 4溶液；溶液；用用 量取量取10.00 10.00 mLmL 0.5 0.5 mol/L mol/L H H2 2SOSO4 4和和H H2 2C C2 2O O4 4溶液分别加入两个锥形瓶中；溶液分别加入两个锥形瓶中；分别称取除去表面氧化膜的镁条并系于铜分别称取除去表面氧化膜的镁条并系于铜丝末端；丝末端；检查装置的气密性，在广口瓶中装满水，按检查装置的气密性，在广口瓶中装满水，按图连接好装置；图连接好装置；将铜丝向下移动将铜丝向下移动, ,使足量镁带浸入酸中使足量镁带浸入酸中( (铜丝不铜丝不与酸接触与酸接触) )，至反应完全，记录，至反应完全，记录 ；反应结束后，读取量筒中水的体积为反应结束后，读取量筒中水的体积为y y mLmL。.请将上述步骤补充完整并回答下列问题：请将上述步骤补充完整并回答下列问题：（1 1）用密度为）用密度为1.84 1.84 g/cmg/cm3 3 98%98%的浓的浓H H2 2SOSO4 4配制配制250 250 mL mL 0.5 0.5 mol/Lmol/L的的H H2 2SOSO4 4溶液，所需要的主溶液，所需要的主要仪器有要仪器有 、 、烧杯、玻璃、烧杯、玻璃棒、酸式滴定管。棒、酸式滴定管。（2 2）以下是读取量筒内水的体积时必须包括的）以下是读取量筒内水的体积时必须包括的几个步骤：几个步骤：使乙、丙中液面相平；使乙、丙中液面相平；将装置将装置冷却至室温；冷却至室温；读取量筒内水的体积。这三步读取量筒内水的体积。这三步操作的正确顺序是操作的正确顺序是 。（3 3）读取量筒内水的体积时，若丙中液面高于）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乙中液面，使乙、丙中液面相平的操作是 。（4 4）简述速率不等的原因是）简述速率不等的原因是 ，铜丝不与酸接触的原因是铜丝不与酸接触的原因是。解析解析 .根据量取溶液体积的精确度要求可根据量取溶液体积的精确度要求可知应使用酸式滴定管；知应使用酸式滴定管；比较比较H H2 2SOSO4 4、H H2 2C C2 2O O4 4反反应速率可通过观察气泡或完全反应所需时间长短。应速率可通过观察气泡或完全反应所需时间长短。.(1).(1)配制溶液需要使用特定的仪器（配制溶液需要使用特定的仪器（250 250 mLmL的的容量瓶），定容时需要用到胶头滴管。（容量瓶），定容时需要用到胶头滴管。（2 2）为保）为保证测量数据的准确证测量数据的准确, ,应该将气体冷却至室温和相同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压强下，所以应该先进行操作, ,然后调整液面使然后调整液面使气体压强等于外界大气压气体压强等于外界大气压, ,最后正确读数。最后正确读数。(3)(3)由由题意可知，丙（量筒）中的液面高于乙的液面题意可知，丙（量筒）中的液面高于乙的液面, ,故故应将丙向下移动。应将丙向下移动。(4)(4)因为因为H H2 2SOSO4 4是强酸、是强酸、H H2 2C C2 2O O4 4是弱酸，故相同浓度的溶液中是弱酸，故相同浓度的溶液中H H2 2SOSO4 4的氢离子浓度的氢离子浓度大，反应速率快。若铜丝接触溶液，则构成原电大，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。池，使反应速率加快，使实验结果的可信度降低。答案答案 .酸式滴定管酸式滴定管 反应所需时间反应所需时间.（1 1）250 250 mLmL容量瓶容量瓶 胶头滴管胶头滴管 （2 2） (3)(3)丙向下移动丙向下移动（4 4）氢离子浓度不同）氢离子浓度不同 镁与铜易形成原电池，加快镁与铜易形成原电池，加快反应速率，干扰实验的测定反应速率，干扰实验的测定2.2.气体质量的测定气体质量的测定 （1 1）原理：气体的质量一般采用间接的方法来）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气瓶、干燥管）来吸收，通过吸收装置吸收前后 的质量差得到气体的质量。的质量差得到气体的质量。 （2 2）测量装置）测量装置【实验探究实验探究2 2】 碳酸钠样品中往往含有少量碳酸钠样品中往往含有少量NaClNaCl, , 现欲测定样品中现欲测定样品中NaNa2 2COCO3 3的质量分数，某探究性的质量分数，某探究性 学习小组分别设计了如下实验方案。请回答下学习小组分别设计了如下实验方案。请回答下 列有关问题：列有关问题： 把一定质量的样品和足量的稀硫酸反应，采用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下图所示装置，通过称量反应前后盛有碱石灰 的的U U型管质量，利用其质量差求算样品的纯度。型管质量，利用其质量差求算样品的纯度。该实验的操作步骤有：该实验的操作步骤有：在在U U型管内填满碱石灰，质量为型管内填满碱石灰，质量为m m g g 取取n n g g样样品装入广口瓶中品装入广口瓶中 检验装置的气密性检验装置的气密性 缓慢鼓缓慢鼓入空气数分钟，再称量入空气数分钟，再称量U U型管质量为型管质量为w w g g 关闭止关闭止水夹水夹 打开止水夹打开止水夹缓慢加入稀硫酸至不再产生气体为止缓慢加入稀硫酸至不再产生气体为止 缓慢鼓缓慢鼓入空气数分钟入空气数分钟（1 1）正确的操作顺序是（填写序号）正确的操作顺序是（填写序号）: 。（2 2）若去掉装置）若去掉装置A A，测定结果，测定结果 ；若去掉装；若去掉装置置B B，测定结果，测定结果 ；若去掉装置；若去掉装置C C，测定结果，测定结果 。（填。（填“偏大偏大”、“偏小偏小”或或“无影响无影响”）解析解析 依据实验目的，结合各装置中试剂的性质，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。不难确定各装置的作用和操作顺序等。答案答案 （2 2）偏大）偏大 偏大偏大 偏大偏大