10.1-測(cè)定1mol氣體的體積,氣體的摩爾體積

1、 測(cè)定1mol氣體的體積教學(xué)目標(biāo)：理解實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮?。?huì)設(shè)計(jì)典型的實(shí)驗(yàn)儀器替代裝置。學(xué)會(huì)測(cè)定lmol氣體體積實(shí)驗(yàn)裝置的裝配操作技能。掌握數(shù)據(jù)記錄與處理的技能，培養(yǎng)書寫完整實(shí)驗(yàn)報(bào)告的能力。教學(xué)重難點(diǎn)：重點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)操作步驟設(shè)計(jì)以及裝置的裝配訓(xùn)練難點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)操作步驟設(shè)計(jì)1影響氣體體積大小的內(nèi)因主要有分子個(gè)數(shù)、分子間隙，外因有溫度和壓強(qiáng)。氣體摩爾體積：在標(biāo)準(zhǔn)狀況下(0C、1O1.3kPa),lmol任何氣體所占的體積約是22.4L.如何定量測(cè)定lmol氣體的體積Vm?因?yàn)閂m=V/n,n=m/M，所以Vm=VM/m如何測(cè)定氣體體積V?-排水法測(cè)定氣體的體積V.如何測(cè)定氣體質(zhì)量m?通過稱

2、量固體質(zhì)量間接測(cè)定氣體的質(zhì)量m.可見，氣體摩爾體積的測(cè)定采用的是轉(zhuǎn)換法。實(shí)驗(yàn)原理：Mg+H2SO4fMgSO4+H2f1mol1mol氫氣的物質(zhì)的量等于鎂的物質(zhì)的量?！?口)V(H)V(H)V(H)24xV(H)m2n(H)n(Mg)m(Mg)m(Mg)2M(Mg)5實(shí)驗(yàn)裝置：氣體體積測(cè)定儀1套：氣體發(fā)生器A、儲(chǔ)液瓶B(內(nèi)裝品紅溶液)、液體量瓶C(瓶頸上有110130mL刻度線)、注射器1只、電子天平、砂紙。實(shí)驗(yàn)步驟：裝配好化學(xué)反應(yīng)氣體體積測(cè)定儀，作氣密性檢杳：用橡皮塞塞緊A瓶加料口，B瓶?jī)?nèi)導(dǎo)管中的液面會(huì)上升，上升液柱在1min內(nèi)不下降，則說明氣密性良好。用砂皮擦去鎂帶表面的氧化物，然后稱取0

3、.100g0.110g的鎂帶，把數(shù)據(jù)記錄于表格。取下A瓶加料口的橡皮塞，用小燒杯加入20mL水，目的是降低反應(yīng)時(shí)硫酸的濃度，再把稱量的鎂帶加到A瓶的底部，用橡皮塞塞緊加料口。用注射器從A瓶加料口處抽氣，使B瓶導(dǎo)管內(nèi)外液面相平。注射器拔出時(shí)要注意捏住針頭拔岀。用注射品吸入10mL3mol/L硫酸，用針頭扎進(jìn)A瓶加料口橡皮塞，將硫酸注入A瓶，注入后迅速拔出針頭。觀察現(xiàn)象，記錄氣體溫度。當(dāng)鎂帶完全反應(yīng)后，讀取C瓶中液體的體積，讀數(shù)估計(jì)至0.1mL，把數(shù)據(jù)記錄于表格中。用注射器從A瓶加料口處抽氣，使B瓶導(dǎo)管內(nèi)外液面相平。記錄抽出氣體的體積，把數(shù)據(jù)記錄于表格。重復(fù)上述操作，進(jìn)行二次實(shí)驗(yàn)(將C瓶中的品紅溶

4、液倒回B瓶，倒去A瓶?jī)?nèi)反應(yīng)液，洗凈后使用)，避免偶然誤差。氫氣體積：v(h2)=V(排)+V抽出氣體一V(硫酸)、*_,2抽出氣體實(shí)驗(yàn)次數(shù)m(Mg)V(硫酸)V(排)V,V(H2)Vm1抽出氣體2實(shí)驗(yàn)室溫度：25C，壓強(qiáng)：lOlkPa,該條件下lmolH2體積的理論值為24.5L22.4L.實(shí)驗(yàn)誤差分析：實(shí)驗(yàn)誤差=(實(shí)驗(yàn)值一理論值)/理論值由于影響氣體體積的因素較多，所以氣體體積測(cè)定實(shí)驗(yàn)的精確度一般較低。造成誤差的因素主要有：溫度誤差、壓強(qiáng)誤差、滴液誤差、讀數(shù)誤差等。氣體摩爾體積Vm測(cè)定的誤差分析，要結(jié)合實(shí)驗(yàn)原理的公式進(jìn)行分析：Vm=VM/m沒有檢查裝置的氣密性，裝置漏氣，Vm偏低(填“偏低”

5、“偏高”或“無影響”);鎂帶表面氧化鎂沒有擦除或沒有除盡，Vm偏低；硫酸的量不足，鎂帶沒有完全反應(yīng)，Vm偏低;沒有冷卻到室溫讀數(shù)，Vm偏高;鎂帶含有跟硫酸不反應(yīng)的雜質(zhì)，Vm偏低；第二次未抽氣，Vm偏低:鎂帶中含有鋁雜質(zhì)，Vm偏大；反應(yīng)前未對(duì)儲(chǔ)液瓶做抽氣操作，Vm偏高；用注射器加硫酸后，拔出注射器但針頭仍扎在橡皮塞上，Vm偏低；實(shí)驗(yàn)前液體量瓶中有水珠，Vm偏高；加入鎂帶和水時(shí)，加水的量較多，Vm無影響;例1根據(jù)用氣體體積測(cè)定儀測(cè)定氣體摩爾體積的實(shí)驗(yàn)，回答下列問題：已知液體量瓶C的瓶頸上有110130mL刻度線，已知常溫常壓下，氣體摩爾體積為24.5L/mol,試估算加入鎂帶的質(zhì)量的范圍是0.10

6、7g-0.127g實(shí)驗(yàn)中兩次用注射器從A瓶加料口處抽氣，使B瓶導(dǎo)管內(nèi)外液面相平，其目的是：平衡裝置內(nèi)的氣體壓強(qiáng)與外界大氣壓相等，使氣體摩爾體積的測(cè)定在常壓下進(jìn)行、使產(chǎn)生的氫氣得到全部計(jì)量例2說說以下量氣裝置的缺點(diǎn):裝置一：缺點(diǎn)：量筒不能用于收集氣體，并且收集后測(cè)出體積精確度不高。裝置二:缺點(diǎn)：雖可以直接量出氣體體積，但氣體壓強(qiáng)有誤差，較難控制同壓。缺點(diǎn)：錐形瓶和量筒之間的導(dǎo)管中前無水后有水會(huì)造成實(shí)驗(yàn)誤差。裝置四：缺點(diǎn)：氣體測(cè)定的量程較小。例3某學(xué)習(xí)小組用如下實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體的摩爾體積V，試回答下列問題:稀硫酸水準(zhǔn)瓶B氣營(yíng)鎂跟稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：如何檢驗(yàn)該裝置的氣密性:反應(yīng)結(jié)束后

7、，對(duì)量氣管讀數(shù)時(shí)應(yīng)注意：、(4)該學(xué)習(xí)小組在當(dāng)時(shí)的實(shí)驗(yàn)條件下測(cè)定的數(shù)據(jù)如下表所示，填寫表中空格:實(shí)驗(yàn)次數(shù)m(Mg)/g量氣管讀數(shù)/ml計(jì)算1mol氫氣體積/L10.100103.020.115118.0已知,在當(dāng)時(shí)的實(shí)驗(yàn)條件下，氣體摩爾體積為24.04L,則該小組實(shí)驗(yàn)的相對(duì)誤差為出現(xiàn)如此誤差的原因可能是鎂已部分氧化為氧化鎂B.反應(yīng)放熱，未冷卻至室溫就讀數(shù)C.鎂中混有不與稀硫酸反應(yīng)的雜質(zhì)D.讀取數(shù)據(jù)時(shí)水準(zhǔn)管的水面高于量氣管的水面E.裝置漏氣F.鎂條不純，混有鋁G存在滴液誤差該實(shí)驗(yàn)還測(cè)定鎂的摩爾質(zhì)量，若mg鎂與足量的稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生nmL氫氣(已換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況)，則鎂的摩爾質(zhì)量計(jì)算式為M=g/mol

8、.答案：(l)Mg+H2SO4fMgSO4+H2f;向量氣乏味加入水，連接好裝置后，上下移動(dòng)量氣管，使兩邊形成液面高度差，靜置，液面高度差不變，證明裝置氣密性良好；待冷卻至室溫后再22400m讀數(shù)、上下移動(dòng)量氣管將兩側(cè)液面調(diào)至上相平、視線平視；(4)2.6%:bfh；(6)n變式訓(xùn)練：1.下列關(guān)于測(cè)定lmol氫氣體積的操作中，錯(cuò)誤的是（D）保證裝置不漏氣B.鎂帶稱量后，用砂皮擦去表面的氧化層C.用針筒注入硫酸后，拔出速度要快D.鎂帶的質(zhì)量要使產(chǎn)生的氫氣足以計(jì)量2氣體摩爾體積測(cè)定實(shí)驗(yàn)中（不考慮平行實(shí)驗(yàn)），注射器共使用的次數(shù)（C）A.1次B.2次C.3次D.4次3下列關(guān)于定量測(cè)定的說法中，錯(cuò)誤的是

9、（B）誤差一般可分為系統(tǒng)誤差、偶然誤差和測(cè)量誤差精心設(shè)計(jì)的話可以使數(shù)據(jù)的誤差等于零自己意識(shí)到有較大的操作誤差，應(yīng)該重新做實(shí)驗(yàn)即便實(shí)驗(yàn)結(jié)果可能產(chǎn)生偏差，也要記錄原始數(shù)據(jù)4.某課外實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)的下列實(shí)驗(yàn)合理的是（B）A.配制一定濃度硫酸溶液B.制備少量氨氣C.制備并收集少量NO2氣體D.制備少量氧氣5下列混合物含量的測(cè)定分析，可用氣體摩爾體積測(cè)定裝置的是（C）A.食鹽和沙子C.鐵鋅合金硫酸銨和硝酸銨答案：V1=106.5mL，由此求得v0=VX10-30.1065x240.1=25.56實(shí)驗(yàn)次數(shù)m(Mg)/g硫酸體積ml液體量瓶中液體體積ml抽出氣體體積ml氫氣體積ml計(jì)算1mol氫氣體積L10.

10、10010.0110.06.5V120.11510.0121.08.0V2D.氫氧化鈉和氫氧化鈣6.若某實(shí)驗(yàn)中測(cè)得數(shù)據(jù)如下表所示（已知，實(shí)驗(yàn)條件時(shí)的氣體摩爾體積理論值為24.45L/mol）：（1）上表中V=，V2=（2）計(jì)算lmol氫氣體積兩次實(shí)驗(yàn)的平均值=L（3）計(jì)算實(shí)驗(yàn)誤差：（實(shí)驗(yàn)值-理論值）/理論值x100%=M(Mg)Vx10-30.119x24V2=119mL，由此求得V0=2=24.83，貝嘰V=25.2020m0.1150M(Mg)25202445誤差為：二5x100%二3.07%24.457學(xué)生甲利用下圖所示實(shí)驗(yàn)裝置來測(cè)定鎂元素的相對(duì)原子質(zhì)量。將一定質(zhì)量的鎂帶和過量稀硫酸在儀

11、器A中完全反應(yīng)，產(chǎn)生的H2把儀器B中的液體壓入液體量瓶中，根據(jù)液體的體積可以轉(zhuǎn)換成h2的體積，通過計(jì)算測(cè)出鎂元素的相對(duì)原子質(zhì)量。圖中儀器B、儀器C的名稱分別為、，B中所裝液體一般是，A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為實(shí)驗(yàn)時(shí)用的稀硫酸濃度為3mol/L，學(xué)生甲的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下:m(鎂帶)=0.112g,V(硫酸)=10ml,液體兩瓶的讀數(shù)為122m1,反應(yīng)完成冷卻到室溫后，通過d口用注射器抽出氣體體積為1.5ml,貝y產(chǎn)生氫氣的體積為實(shí)驗(yàn)時(shí)產(chǎn)生H2的體積折合成標(biāo)準(zhǔn)狀況為104mL，由此計(jì)算得出鎂元素的相對(duì)原子質(zhì)量為(保留1位小數(shù))目前國(guó)際公認(rèn)的鎂元素的相對(duì)原子質(zhì)量為24.3,則學(xué)生甲在實(shí)驗(yàn)中引起誤差的原因

12、可能是A.鎂帶中含有跟硫酸不反應(yīng)的雜質(zhì)B.沒有除去鎂帶表面的氧化鎂鎂帶中含有雜質(zhì)鋁D.所用稀硫酸不足量下列實(shí)驗(yàn)不可以利用此裝置完成的是A.測(cè)定碳酸鈉的純度(雜質(zhì)為食鹽)B.測(cè)定碳酸鈉的純度(雜質(zhì)為碳酸氫鈉)C.銅鋅合金中鋅的含量D.燒堿的純度(雜質(zhì)為食鹽)學(xué)生乙利用實(shí)驗(yàn)室常用的儀器，也組裝了一套與學(xué)生甲具有相同原理的實(shí)驗(yàn)裝置。你認(rèn)為學(xué)生乙應(yīng)選用下列儀器中的(AJCC)(D)答案：儲(chǔ)液瓶，品紅溶液，Mg+2H+fMg2+H2f,113.5ml，24.1，C(5)D(6)A、D8某學(xué)生用如下所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)定鎂的相對(duì)原子質(zhì)量:實(shí)驗(yàn)前必須對(duì)裝置進(jìn)行氣密性檢查，具體操作是：如果量氣管的最大測(cè)量體積為5

13、0.00mL(假設(shè)條件為標(biāo)準(zhǔn)狀況)，則取金屬鎂條(設(shè)純度為100%)的質(zhì)量不超過g(精確到0.001)實(shí)驗(yàn)結(jié)束，在讀取數(shù)據(jù)前必須：a冷卻，使溫度恢復(fù)到原來狀態(tài)；b;該學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)稱取鎂條0.051g，實(shí)驗(yàn)結(jié)果收集到氣體47.00mL(已換算到標(biāo)準(zhǔn)狀況，其他實(shí)驗(yàn)操作均正確），根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)定，鎂的相對(duì)原子質(zhì)量為;產(chǎn)生誤差的原因可能是（寫出一點(diǎn)）答案：（1）裝置中注入一定量的水，上下移動(dòng)量氣管，使兩邊形成液面高度差，靜置，液面高度差不變，證明裝置氣密性良好；（2）0.053；（3）調(diào)節(jié)量氣管，使量氣管與漏斗中的液面保持在同一水平；（4）23.80；裝置氣密性不良，可能漏氣；（或鎂條的氧化膜去除不盡;）9

14、為了測(cè)定氣體摩爾體積，用如圖所示的裝置和下列實(shí)驗(yàn)藥品：將一定量鋅片與足量的稀硫酸在試管A中反應(yīng)，量氣管B是由甲、乙兩根玻璃管組成，它們用橡皮管連通，并裝適量水，甲管有刻度，甲、乙管可固定在鐵架臺(tái)上，供量氣用，乙管可上下移動(dòng)，以調(diào)節(jié)液面高低。（1）鋅和稀硫酸反應(yīng)為應(yīng)。（選填：吸熱、放熱）（2）如果發(fā)生反應(yīng)的鋅片質(zhì)量為0.260克，實(shí)驗(yàn)測(cè)得生成的氫氣體積為92mL,則此狀況下的氣體摩爾體積為L(zhǎng)/mol.23（3）為了準(zhǔn)確地測(cè)量H2的體積，在讀取反應(yīng)后甲管中液面的讀數(shù)時(shí)，應(yīng)注意ABCA.視線與凹液面最低處相平B.等待片刻，待乙管液面不再上升時(shí)讀數(shù)C.讀數(shù)時(shí)應(yīng)上下移動(dòng)乙管，使甲、乙兩管液面相平D.讀數(shù)

15、不一定使甲、乙兩管液面相平工業(yè)上測(cè)量so2、n2、o2混合氣體中so2含量的裝置如下圖，反應(yīng)管中裝有碘的淀粉溶液。(5)22AC22,4花+心xlOO%（1）寫出SO2和碘溶液發(fā)生的離子方程式：（2）混合氣體進(jìn)入反應(yīng)管后，量氣管內(nèi)增加的水的體積等于的體積（填分子式）（3）反應(yīng)管內(nèi)溶液藍(lán)色消失后，沒有及時(shí)停止通氣，則測(cè)得的SO2含量（選填：偏高，偏低，不受影響）（4）反應(yīng)管內(nèi)的碘的淀粉溶液也可以用代替（填寫物質(zhì)名稱）（5）若碘溶液體積為VmL,濃度為CmolL-1，N2與O2的體積為VbmL（已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀a22b況下的體積），用c、va、Vb表示SO2的體積百分含量為（6）將上述裝置改為簡(jiǎn)易實(shí)

16、驗(yàn)裝置，除導(dǎo)管外，還需選用的儀器a.燒杯b.試管c.廣口瓶d.容量瓶e.量筒f.單孔塞g.雙孔塞（4）酸性高錳酸鉀溶液或溴水答案：(1)SO2+12+2H2O-4H+SO42+2I，(2)N2、O2的體積(3)偏低(6)bceg或beg或ceg可利用下圖中的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)定足量銅與適量一定濃度的濃硝酸反應(yīng)生成的NO氣體和NO2氣體的物質(zhì)的量之比(用m表示)，其中裝置C由廣口瓶和量氣管組成，量氣管由甲、乙兩根玻璃管組成，用橡皮管連通，并裝入適量水，甲管有刻度(OmL50mL),乙管可上下移動(dòng)。ABC回答下列問題：實(shí)驗(yàn)中氣體(NO和NO2)發(fā)生裝置應(yīng)選擇.(填裝置序號(hào))實(shí)驗(yàn)中的氣體(NO和NO2)通入

17、C裝置，請(qǐng)?jiān)谙聢D的廣口瓶中將導(dǎo)氣管畫出。EE國(guó)：要測(cè)定m值，需要將C中的溶液進(jìn)行中和滴定，由于濃硝酸具有強(qiáng)氧化性，能把酸堿指示劑氧化褪色而影響實(shí)驗(yàn)。因此，中和滴定前必須進(jìn)行的操作是連接好裝置，檢查氣密性后，應(yīng)進(jìn)行兩步必要的操作：第一，打開b,向C裝置的乙管中加適量水；第二，；實(shí)驗(yàn)前甲、乙兩管液面在同一水平面上，最后讀數(shù)時(shí)乙管的液面高于甲管的液面。此時(shí)應(yīng)進(jìn)行的操作是實(shí)驗(yàn)后若量氣管中氣體的體積(換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下)為V(L)，C中硝酸的物質(zhì)的量為nmol,則用含n和V的式子表示m=答案：(1)B心將C中的溶液加適量水稀釋第二，打開a,通足量N2,排凈裝置中的空氣向下移動(dòng)乙管，使甲、乙兩管液面在同一水

18、平面上(V11.2n)/33.6n裝置已略去），請(qǐng)回答下列問題:12某同學(xué)設(shè)計(jì)如圖所示裝置分別進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)（夾持實(shí)驗(yàn)藥品制取這體量這管中液低Ig稀HNObNOh2oIIN&OH（臥濃氨水nh3III電石r詫和N或藕液比h3oIV鎂韜合金、KaOHh2h2o（1）如何檢驗(yàn)如圖所示裝置的氣密性：（2）該同學(xué)認(rèn)為實(shí)驗(yàn)I可通過收集并測(cè)量NO氣體的體積來探究銅樣品的純度，你認(rèn)為是否可行？（填“可行”或“不可行”），原因是（3）實(shí)驗(yàn)III燒瓶中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是，打開開關(guān)K,產(chǎn)生的氣體經(jīng)驗(yàn)純后點(diǎn)燃，現(xiàn)象是4）實(shí)驗(yàn)II中量氣管中的液體最好是a.濃NaOH溶液b.氨水c.煤油以下各種尾氣吸收裝置中，適合于吸收NH3,ABCd.飽和氯化銨溶液而且能防止倒吸的是-=*Jirv-iH=；F5）本實(shí)驗(yàn)應(yīng)對(duì)量氣管多次讀數(shù)，讀數(shù)時(shí)應(yīng)注意：將實(shí)驗(yàn)裝置恢復(fù)到室溫，視線與凹液面最低處相平。（6）實(shí)驗(yàn)W獲得以下數(shù)據(jù)（所有氣體體積均已換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況）編號(hào)鎂