实验：气体体积测定讲课讲稿.doc

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实验探究 ：气体体积的测定原理、方法、误差分析
1.气体体积的测定
（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定它们的体积，根据排出的水的体积来确定气体的体积。

装置（a）：(1)集气瓶至量筒之间的那段导管内液体无法读出，使测定的气体体积偏小（改进方法：实验前将导管注满水）
(2)为保证量筒内气体的压强与外界大气压强相等，故量筒内外液面应相平，当量筒内液面高于量筒外液面时，应将量筒下移，反之，应上移。
装置（b）：测定气体，应当使气体冷却到室温，再调整液面使量筒内外液面相平，再读书
装置（c）：实验时水面要没过漏斗颈部，量筒装满水，反应在漏斗中进行，生成的气体为量筒内气体体积
装置（d）：避免了（a）的不足，但它操作复杂。其实验步骤：1.检查装置气密性2.连接好装置后，在量气管内注满水，上下移动乙管，使两管液面相平并读数3.反应完毕，再次上下移动乙管，使两管液面相平并再次读数（两次读数得出气体体积）

装置应用范围：有气体参与或有气体生成的实验。主要是测定某组分的质量分数、体积分数、确定某气体（或物质）的相对分子质量

实验关键：无论是直接测量法还是间接测量法，准确读取液面是关键。在读数之前，必须保证气体的温度、压强均与外界相同。为此，应等所制备气体的温度与环境一致后，通过调节两端液面，到两端高度相同时再读取体积

（3）实验注意事项（误差分析）
1．检查装置气密性（没有进行装置的气密性检查——V(排)偏低——气体体积偏小）
2．若反应物为金属，需注意除去表面的氧膜（如：镁带表面氧化镁没有擦除或没有除尽）——V(排)偏低——气体体积偏小）
3．若需除膜，应先除膜再称量（如：称量好镁带后，用砂纸擦表面的氧化膜——V(排)偏低——气体体积偏小）
4．保证所加药品充足，使样品物质完全反应（如：硫酸的量不足，镁带没有完全反应）——V(排)偏低——气体体积偏小）
5.对于固液不加热实验装置连接好后，向装置中加入了液体，这部分液体排开的气体体积也要考虑。（如：未考虑反应装置内所加液体体积——V(排)偏高——气体体积偏大）
6.对于固体加热实验或反应放热的实验装置完全冷却再读数（没有冷却到室温读数——V(排)偏高——气体体积偏大）
7. 考虑气体在水中的溶解性，极少的气体溶于水，也会产生误差(实测气体体积偏大)
8.读数时，保证装置内外气体压强相等。
9. 如果可以，通过反应前后反应物总质量之差也可计算出气体的质量或体积
10. 若要用到量筒，要考虑到量筒的精确度是0.1mL，先估计好所测气体体积的大小，选择适当大小量程的量筒；并且天平称量也会有一定误差。
11.定量实验存在误差是一定的、允许的，重要的是误差要控制在合理的范围内

1、某化学兴趣小组的同学欲在常温、常压下，用一定质量的镁与足量的稀硫酸反应，测定镁的相对原子质量。利用如下图所示的装置(盛放镁条的隔板有小孔，图中固定装置已略去)进行实验，充分反应后，测得生成氢气的体积为V。已知本实验条件下，氢气的密度为ρ。

关于该实验，有如下说法：①连接仪器后，要先检查装置的气密性；②打开分液漏斗的活塞，可观察到乙中稀硫酸进入装置丙中；③当丙中无气泡产生，立即读取量筒戊中水的积，即为反应生成氢气的体积；④装置中的空气对实验结果无影响；⑤利用该实验原理，还可以测定铜的相对原子质量。其中正确说法的个数有（ ）
A．2个 B．3个 C．4个 D．5个
2.某校化学兴趣小组的同学利用下图装置进行实验．

（1）实验目的：①用高锰酸钾制取一瓶氧气，做细铁丝燃烧的实验．
②粗略测定加热一定质量的高锰酸钾所收集到的氧气体积．
（2）反应原理：加热高锰酸钾制氧气．化学方程式为 ．
（3）仪器认识：写出上图中仪器①、②的名称：① ，② ．
（4）装置连接：为达到实验目的②，各装置的正确连接顺序是（填接口的字母）：
a→ → →d
（5）问题分析：①实验过程发现B瓶中的水变红了，原因是 ；
②用收集到的氧气做细铁丝燃烧的实验时，发现瓶底炸裂，发生失误的操作原因可能是
③根据高锰酸钾的质量算出产生的氧气质量为理论值．如果实际测得氧气的体积超过理论值，你认为原因可能是
3、以下是研究实验室制取氧气的装置图，请按要求回答下列问题．

（1）写出图中标号仪器的名称：① ；② ．
（2）实验室用高锰酸钾制取氧气，应选用的发生装置是 （填字母序号，下同），若要收集一瓶干燥的氧气，应选择的收集装置时 ．
（3）实验室用H2O2溶液和MnO2混合制氧气，其中MnO2起 作用，该反应的化学方程式为 ．
(4)同学们利用B和F装置，通过排水量来测定生成氧气的体积，反应结束后，发现量筒内收集到的水的体积总是比理论值偏大（水的体积测量标准），其主要原因是

4.某化学小组利用下图所示装置测定铜锌合金样品中锌的质量分数（图中固定装置已略去）
探究过程如下：1．连接实验装置并检查装置气密性
Ⅱ．向B中加入质量为m的铜锌合金粉末，由注射器A向B
缓缓加入稀硫酸，待B中不再有气体产生气体时，夹紧弹簧夹，
立即移出D中导管，准确读取并记录量筒内水的体积。
Ⅲ．经过滤等操作，准确称量并记录B中剩余固体物质的质量。
IV．该小组的甲同学根据反应前后B中固体物质的质量计
算样品中锌的质量分数；乙同学认定量筒内测得水的体积
即为反应生成气体的体积，并利用该气体在常温下的密度，根据化学方程式进行相关计算，得到样品中锌的质量分数。
请回答下列问题：
(1)B中发生反应的化学方程式是 。
（2）Ⅲ中，正确的操作顺序是：过滤、 、 、称量。
（3）通过误差分析，化学小组发现乙同学所用数据不可靠。造成该数据不可靠的原因及其对计算结果的影响是：
①II中，移出D中的导管内留存有水，导致计算结果偏小。
② ，导致计算结果偏 。

5.小黄用如图装置测定铜锌合金中锌的质量分数和锌的相对原子质量．主要实验步骤如下（必要的固定装置已略去）：
①连接装置并检查装置气密性；②加入药品和水；③记录C中液面刻度（C为带有刻度的玻璃管）；④由A向B中滴加试剂至过量；⑤待B中不再有气体产生并恢复至室温后，记录C中液面刻度，计算得到气体的体积为VmL（经查，该气体密度为ρ g/L）；⑥将B中剩余固体过滤、 、干燥并称重，称得剩余固体质量为Wg．

（1）A仪器的名称为 ；
（2）B中发生的反应的化学方程式为： ；
（3）小黄在实验前将块状的铜锌合金磨成粉末状，其目的是： ；
（4）如何检验该装置的气密性：
（5）为使测得的气体体积更精确，记录C中液面刻度时，除使视线与凹液面的最低处相平外，还应 ；
（6）小黄发现实验中由于缺少某一步骤导致数据缺乏而无法计算，该步是：
（7）通常实验前须估算药品用量，如果实验过程中，发现盐酸的量不足，应中途加酸还是重新实验： ；理由是

6、某学习小组用如图所示装置测定锌铜合金中铜的质量分数．（已知：金属与酸时放出一定的热量）
（1）实验前，先将锌铜合金在稀酸中浸泡片刻，其目的是 ；
（2）实验操作步骤有：检查气密性，将药品和水装入各仪器中，
连接好装置后，再进行的操作还有：①记录C的液面位置；
②将B中剩余固体过滤，洗涤，干燥，称重；
③待B中不再有气体发生并恢复至室温后，记载C的液面地位；
④由A向B滴加足量试剂；⑤检查气密性．
上述再进行的操作的顺序是 （填序号）；
记载C的液面地位时，除视野平视外，还应
（3） 该装置的气密性的检验方法是打开分液漏斗旋塞，从D管注入经济易得的 ，使U型管左右液面相平，关闭分液漏斗旋塞，提高管，
，说明装置的气密性好；
（4）B中完全反应的判断依据是：
（5）若实验用锌铜合金的质量为ag，与稀硫酸充分反应后，测得氢气体积为V L，为求出合金中铜的质量分数，还缺少的一个数据是 ；
A．反应前加入稀硫酸的体积       B．反应前加入稀硫酸的质量分数
C．实验前反应装置中空气的体积   D．实验条件下氢气的密度
（6）若a为0.4g，V为80mL，合金中铜的质量分数为 ．（在实验条件下，H2的密度为0.09g/L）；若实验用锌铜合金的质量为ag，与酸充沛反响后，B中剩余固体的质量为bg，则铜的质量分数为
（7）实验过程中，若未冷却就读取气体体积，则测得铜的质量分数将 （填“偏大”、“偏小”或“不受影响”）． 若未洗涤过滤所得的不溶物，则测得铜的质量分数将
（填“偏大”“偏小”或“不受影响”）．
（8）可指导老师认为，利用上述实验装置，用测得的氢气的体积计算出的结果总会偏小，原因是 。

7．小海、小林、小明三同学一起测定双氧水溶液中溶质的质量分数。
查阅资料：2H2O2 2H2O+ O2↑；常温下氧气密度为1.42ｇ／Ｌ。
设计原理：将一定质量的双氧水样品与二氧化锰混合，测定反应产生的氧气的质量，计算出H2O2的质量，继而得双氧水溶液中溶质的质量分数。
过程方法：

（1）小海首先设计：向装有样品溶液（20 g的锥形瓶（75 g）中投入0.5ｇ二氧化锰，待双氧水反应完毕后测得锥形瓶和反应后混合物的总质量为95.1 g，则产生氧气的质量是 g，双氧水溶液中溶质的质量分数为 。
（2）小林对小海的设计提出质疑后，设计如中图的方案（只在上述方案中的锥形瓶上加一干燥管），请你说明小林质疑的理由是 。
（3）小明通过思考后，觉得他们的方案误差都较大，于是小明设计如右图的方案（试剂用量不变）。请你说明小明认为他们误差较大的原因：
。如果要满足小明的要求，该实验需用 mL的量筒。

1.C
2、2KMnO4 ==加热K2MnO4+MnO2+O2↑；试管 量筒；c b；试管口没有放棉花团；
集气瓶底没有放少量的水或铺一层细沙；未冷却到室温就读数

3. （1）酒精灯 锥形瓶 （2）A E (3)催化 方程式略 所收集水的体积包含了加入的过氧化氢溶液的体积（其他合理答案均可）（未移出F中的导管内留存有水，导致计算结果偏小。

4.（1）Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2↑ （2）洗涤（或洗净）、干燥 （3）未考虑B中液体所占体积 大

5.（1）分液漏斗 (2)Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑(2分) (3)加快反应的速率【化学反应速率和很多因素有关，如接触面积，浓度，温度等】 (4)提高D管，静止片刻后，C、D液面仍存在高度差，则气密性良好【管内空气如果与外界空气连通的话，就不会保持高度差。】 (5)使D、C中的液面相平【这个利用连通器原理，最右边的管子可以上下移动，保持液面平就能使中间管子里的气体保持在标准大气压下。气压如果不同，气体的密度也会变化（气体容易被压缩），计算会有误差】 (6)测量铜锌合金样品的质量(7)重新实验，中途添加酸时，会造成气体逸散，影响气体体积的精确测量.

6.（1）除去合金外表的氧化膜 (2)⑤①④③② ；使D和C的液面相平
(3)水，一段时间后，液面不下降 (4)B中不再有气泡产生 (5)D
（6）41.5%；(a－b)/a×100% (7)偏小；偏大 (8)未考虑B中稀硫酸的体积

7、（1）0.4； 4.25% （2）氧气会带走水蒸气
（3）托盘天平的精确度为0.1g，误差较大；需用500 mL量筒（因为产生氧气的体积约是282 mL）。

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