11测定1mol气体的体积.docx
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11测定1mol气体的体积
第10章学习几种定量测定方法
第一节测定1mol气体的体积
（第1课时）
【知识回顾】
1、在一定的温度和压强下的理想气体，影响其所占体积大小的主要因素是（）
A、分子直径的大小
B、分子间距离的大小
C、分子间引力的大小
D、分子的数目多少
2、按下列实验方案，达到实验要求的是（）
A、用托盘天平称量15.63g固体物质
B、用100mL量筒量取2.50mL的液体
C、用广泛pH试纸测量溶液的pH为6.5
D、用250mL容量瓶配制0.1mol/L氯化钠溶液100mL
3、在标准状况下，448mL某气体的质量是1.28g，
这种气体的摩尔质量是____________，分子量是___________。
4、某温度下测得150.25mL氢气的质量为0.0133g，
则该温度下，1mol氢气的体积是______________。
【思考讨论】
1、测定气体的体积为什么要表明温度和压强？
因为气体的体积受温度和压强的影响较大，温度升高气体体积变大，压强增大气体体积变小
2、常温、常压（假设为101kPa）时，1mol气体的体积比标准状况下的22.4L大还是小？
原因是什么？
常温常压时，1mol气体的体积比标况下的22.4L大，因为温度升高气体体积变大
练习：
某温度下测得150.25mL氢气的质量为0.0133g，
则该温度下，1mol氢气的体积是________，
这一数据比标准状况下的数据______（选填“大”、“小”或“相等”），
原因是_________________________________________________。
【知识梳理】
一、讨论测定1mol气体体积的方法
方法1：
化学实验室中，直接测定气体的体积和质量，可用下式求得：
但是直接测量气体的体积和质量，操作上比较繁琐，一般不用此法。
方法2：
用称量固体的质量、量出液体的体积，间接地得到气体的质量和体积
以镁跟足量的稀硫酸反应制取氢气，并测定1mol氢气的体积为例。
设计要点：
原理：
（1）称量什么物质，通过换算可以得到氢气的质量？
（2）怎样收集氢气并测定它的体积？
（3）如产生的氢气设计为110~130mL，没带约取多少克（取小数点后三位）？
装置：
（1）气体发生装置如何？
（2）气体收集装置如何？
怎样使产生的氢气不泄露且能全部收集？
（3）量体积装置如何？
怎样把气体的体积转换为液体的体积进行测量或直接测量气体的体积？
二、化学反应气体体积的测定的装置
气体体积测定装置由三部分组成：
气体发生装置、储液瓶、液体量瓶
储液瓶上的刻度线标明了容积约200mL的位置，液体量瓶的容积约130mL，量瓶瓶颈上有110mL~130mL刻度线，可正确读出进入量瓶的液体的体积。
全部装置固定在专用底座上，底座防止气体发生装置、液体量瓶的位置下有螺旋，能作高低的微调。
如要测定1mol氢气的体积，则取一定质量的镁带跟稀硫酸在气体发生器中完全反应，产生的氢气把储液瓶中液体（品红溶液）压入液体量瓶，读出液体数据转换为氢气的体积，进而计算推导出实验温度时1mol气体的体积。
其他量气装置还有其他各种形式
【典型例题】
例1：
下列反应适用于实验室制氢气的是（）
①锌与稀硫酸反应②甲烷热分解③电解稀硫酸④炽热的碳与水蒸气反应
A、只有①B、①②C、①③D、①②④
例2：
用镁和稀硫酸反应测定常温下1mol氢气的体积，下列叙述错误的是（）
A、反应开始前，检查装置气密性
B、加入过量稀硫酸，以确保镁带完全反应
C、反应停止后，立即调压并记录读数
D、常温下1mol氢气的体积为
【课堂练习】
1、在化学反应气体体积测定装置中，起到量气作用的是（）
A、气体发生器
B、储液瓶
C、液体量瓶
D、储液瓶与液体量瓶的组合
2、下列关于测定1mol氢气体积的操作中错误的是（）
A、装置不能漏气
B、镁带称量后用砂纸擦去表面的氧化膜
C、用针筒注入硫酸后，应迅速拔出
D、镁带的质量要使产生的氢气足以计量
3、测定1mol氢气体积的实验中，氢气体积的计算公式为（）
A、V（氢气）=V（液体量瓶中液体）-V（硫酸）+V（抽出气体）
B、V（氢气）=V（液体量瓶中液体）+V（硫酸）-V（抽出气体）
C、V（氢气）=V（液体量瓶中液体）
D、V（氢气）=V（液体量瓶中液体）-V（硫酸）
4、测定1mol气体体积时，造成误差的原因有很多，下列原因中，肯定不会造成误差的是（）
A、未检查装置气密性直接实验
B、镁带表面的氧化膜未除尽即称量
C、镁带与稀硫酸反应完毕后，立即测定体积
D、镁带装入气体发生器后，先加少量水，再加稀硫酸
5、某温度下，用无水碳酸钠（质量为mg）跟足量盐酸反应制得二氧化碳气体（体积为VL）来测定此温度下1mol二氧化碳的体积，下列计算表达式正确的是（）
A、
B、
C、
D、
6、某同学的实验记录如下：
“镁带质量为0.101g，注入10mL的稀硫酸使镁带全部反应，实验中测得读数为113.5mL”该温度下这位同学测定的1mol氢气的体积为（）
A、22.4L
B、23.6L
C、24.6L
D、25.5L
7、气体摩尔体积测定装置由_________、_________、___________三部分组成，装置中储放的液体常采用_______溶液，目的是__________________。
8、用气体摩尔体积测定装置测定1mol氢气的体积，称取镁带的质量为0.116g，估计氢气的体积为_________mL（用标准状况下的气体摩尔体积计算，镁的相对原子质量按24计算），现测定体积为125.0mL，则在测定的温度下，1mol氢气的体积测定值为______。
9、化学实验中，可以用镁带和稀硫酸反应来测定1mol氢气的体积
（1）所用的仪器有：
（2）写出图中各部分仪器的名称：
A_____________；B______________；C______________。
（3）若要测定常温下1mol氢气的体积，可以在A装置中选用的反应物为_____和____，
_____的量必须严格计算并准确称量，____的量可以过量，可以过量的理由是__________。
（4）若装置C出现___________________或_________________情况时，宣告实验失败。
（5）检验装置的气密性的方法：
_______________________________________________。
（6）若储液瓶上的刻度线标明了容积为200mL的位置，液体量瓶的容积为130mL，量瓶瓶颈上110~130mL的刻度线，可正确读出进入量瓶的液体体积。
有根据常温常压1mol气体体积约是24.4L，请计算出镁带约取_________________g。
（7）若所用的硫酸浓度为2mol/L，那么硫酸的体积至少______mL。
（8）该实验中，测定常温下1mol氢气的体积，要三次用到注射器，第一次从____处抽气，使______________________液面持平，第二次是向__________瓶注入__________，第三次在反应结束后，再从_________处抽气，目的是________________________________。
（9）测定常温下1mol氢气的体积时，液体量瓶的读数要扣除________，再加上______后才是反应产生氢气的体积数。
【巩固提升】
1、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，同时测定该实验条件下的气体摩尔体积，设计的简易实验装置如图．该实验的主要操作步骤如下：
1配制浓度均为1mol/L的盐酸和醋酸溶液；
2用______量取10.00mL1mol/L的盐酸和醋酸溶液分别加入两个锥形瓶中；
3分别称取除去表面氧化膜的镁带ag，并系于铜丝末端，a的数值至少为______；
4在广口瓶中装足量的水，按图连接好装置；检查装置的气密性；
5将铜丝向下移动，使足量镁带浸入酸中（铜丝不与酸接触），至反应完全，记录______；
6反应结束后待温度恢复到室温，若丙中液面高于乙中液面，读取量筒中水的体积前，应______________________，读出量筒中水的体积为VmL．
请将上述步骤补充完整并回答下列问题：
（1）用文字表述④检查该装置气密性的操作与观察方法：
___________________。
（2）本实验中应选用______（填序号）的量筒．
A．100mL B．200mL C．500mL
（3）若水蒸气的影响忽略不计，在实验室条件下，气体摩尔体积的计算式为Vm=___。
（4）速率不等的原因是__________________________________________________，
铜丝不与酸接触的原因是____________________________________________。
2、某学习小组用下图装置测定铝镁合金中铝的质量分数和铝的相对原子质量。
（1）A中试剂为___________________。
（2）实验前，先将铝镁合金在稀酸中浸泡片刻，其目的是___________________。
（3）检查气密性，将药品和水装入各仪器中，连接好装置后，需进行的操作还有：
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中不再有气体产生并恢复至室温后，记录C的液面位置；
④由A向B滴加足量试剂；
⑤检查气密性。
上述操作的顺序是___________________（填序号）；
记录C的液面位置时，除视线平视外，还应_________________。
（4）B中发生反应的化学方程式为___________________。
（5）若实验用铝镁合金的质量为ag，测得氢气体积为bmL（已换算为标准状况），B中剩余固体的质量为cg，则铝的相对原子质量为___________________。
（6）实验过程中，若未洗涤过滤所得的不溶物，则测得铝的质量分数将____________
（填“偏大”“偏小”或“不受影响”）。
第10章学习几种定量测定方法
第一节测定1mol气体的体积
（第2课时）
【知识梳理】
一、测定某温度下1mol氢气的体积
1、实验步骤
（1）记录实验室的温度和压强；
（2）装配好气体体积测定装置，做好气密性检查；
（3）用砂皮纸擦去镁带表面的氧化物，然后称取0.100~0.110g镁带（精确至0.001g），把数值记录于表格。
（4）加水约20mL于A瓶中，将镁带也加入到A瓶的底部，用橡皮塞塞紧，注意不要使镁带贴附在瓶壁上，用注射器在A瓶加料口抽气，直至B瓶中导管内外液面相平为止，拔出注射器。
（5）当注射器吸取10mL3mol/L硫酸，用针头扎进橡皮塞，将硫酸注入气体发生装置，注入后要迅速拔出针筒（注意要捏住针头拔出，不要使针头和针筒脱离），观察现象。
（6）当镁带完全反应后，读出C瓶中液体的体积，读数估计至0.2~0.3mL，记录于表格。
（7）用注射器在A瓶加料口抽气，使B瓶中导管内外液面持平，记录抽出气体的体积，把数据记录于表格。
（8）将计算后的氢气体积填入表格。
2、实验记录
温度_________________，压强_________________。
实验次数
镁带质量
（g）
硫酸体积
（mL）
液体量瓶中
液体体积（mL）
抽出气体体积（mL）
计算1mol氢气体积（mL）
1
2
两次实验平均值：
_____。
实验温度下，1mol氢气体积的理论值（由教师提供）：
____。
二、实验误差的原因分析
公式：
产生误差原因：
①装置漏气（结果偏小）
②反应放热，氢气的温度高于室温（结果偏大）
③镁带含有跟硫酸不反应的杂质（结果偏小）
④没有擦去镁带表面的氧化膜（结果偏小）
【典型例题】
例1：
如图是气体摩尔体积测定装置
（1）指出测定装置中仪器名称：
B______________；C_______________。
使用该装置前必须做的第一步操作为：
_______________________。
（2）为测定1mol氢气的体积，实验时，在气体发生器中，先称量加入除去表面氧化膜的镁带0.120g，用橡皮塞塞紧，用_______（填仪器名称）在加料口将10.00mL稀硫酸加入气体发生器中，产生的氢气会把A中的液体压入C中，读出C中液体数据，转化为H2体积。
（3）测定操作中三次用到注射器，依次为：
第一次____，第二次____，第三次____。
A、从A瓶加料口抽气，使B平中导管内外液面相平
B、向A瓶内加入稀硫酸
（4）测得的标准状况时气体摩尔体积的表达式为_____________________________。
例2：
以碳酸钙为原料，用化学反应气体体积测定装置来测定1molCO2的体积，回答下列问题：
（1）图中仪器A的名称是___________，其中发生反应的离子方程式为______________。
（2）B瓶中的液体最好选用________（填编号）
A、品红溶液
B、饱和碳酸氢钠溶液
C、用稀硫酸酸化的品红溶液
（3）完成一次测定实验，需要用____次注射器，其中最后一次是反应结束后，在A瓶的加料口处抽气，使___________________________________________________。
（4）20℃时，实验测得的数据如下表：
碳酸钙的质量
1mol/L盐酸的体积
液体量瓶中液体的体积
抽出气体的体积
0.460g
10.0mL
115.5mL
5.0mL
根据上述数据可以计算出该条件下1molCO2的体积为______L（精确到0.1）。
（5）下列情况会导致实验结果偏高的是_______（填编号）
A、碳酸钙中含有碳酸镁杂质（碳酸氢钾呢？
）
B、储液瓶中的液体是水
C、液体量瓶读数时俯视
D、反应完成后未进行抽气，就读数
【课堂练习】
1、下列测定常温下1mol氢气体积的操作中，会使结果偏大的是（）
A、镁带中混有与酸不反应的杂质
B、装置接口处有气体泄漏
C、液体量瓶刻度线读数未扣去硫酸的体积
D、硫酸注入量不足10mL
2、下列混合物的含量测定分析，可用气体摩尔体积测定装置的是（）
A、食盐和沙子
B、硫酸铵和硝酸铵
C、铜锌合金
D、氢氧化钠和氢氧化钙
3、每个食盐都存在误差，但每组实验都会有允许的误差范围，若在测定1mol气体体积时25℃，101kPa下，1mol氢气的理论值为24.5L，该实验允许的误差范围为2%，则此实验的数据在要求之外的是（）
A、24.87L
B、24.02L
C、24.00L
D、52.00L
4、用镁带和稀硫酸反应产生氢气来测定氢气的气体摩尔体积时，下列原因可能造成结果偏高的是（）
A、硫酸的量不足
B、镁带中含有少量金属铝杂质
C、称量的镁带表面有氧化膜
D、镁带中含有不与硫酸反应的杂质
5、测定1mol气体体积时，可能造成误差的原因有很多，肯定不会造成误差的是（）
A、装置连接完毕后，未检验装置气密性直接实验
B、储液瓶中玻璃导管内开始反应是无水，反应结束后充满水
C、镁带与硫酸反应完毕后，立即测定体积
D、镁带装入气体发生器时，发生器中有一定量蒸馏水未清除，直接加入硫酸
6、下列关于气体摩尔体积测定实验的说法中，正确的是（）
A、产生的气体不能与储液瓶中的液体反应或溶于此液体中
B、已称好的镁带表面是否有氧化膜与本实验的精确度无关
C、镁带应该过量一些
D、反应完毕后，在液体量瓶中收集到的液体体积就是产生的气体的体积
7、在测定1mol气体体积实验时，实验者在打入硫酸后，将针头拔出时不慎将针头留在了橡皮塞上，此行为得出的实验结果将（）
A、偏大
B、偏小
C、无影响
D、无法确定
8、实验时，一定会有误差存在，以下操作可减小误差的是（）
①选用精密度高的仪器；
②选用纯度高的试剂、药品；
③实验前，检验装置的可靠性，如气密性；
④在数据的处理上采用剔除异常值，进行多次实验采集数据；
⑤采用正规操作手段，如读取数据时仔细看，尽量减小人为误差
A、①②③④B、①②③⑤C、①②④⑤D、①②③④⑤
9、为了净化和收集由盐酸和大理石制得的CO2气体，从下图中选择合适的装置并连接，合理的是（）
A．a－a′→d－d′→e B．b－b′→d－d′→g
C．c－c′→d－d′→gD．d－d′→c－c′→f
10、在测定1mol氢气体积的实验中，如发生下列情况，对测定结果有没有影响？
偏大还是偏小？
并简要说明原因。
（1）称取一定质量的镁条后，再用砂纸将其表面氧化膜擦去
（2）气体摩尔体积测定装置有漏气现象
（3）没有用注射器从A的加料口抽出气体以调节B中导管内外液面相平
11、思考一下几个问题
（1）为什么做两次平行操作，取平均值？
（2）若有下表中的三次平行操作结果，怎样计算平均值？
实验次数
计算1mol氢气体积
1
24.5
2
22.4
3
24.4
【巩固提升】
1、为证明相同物质的量的盐酸和醋酸分别与镁粉反应生成氢气的体积（同温同压）相同，但两者的反应速率不同，某化学学习小组用镁粉、盐酸、醋酸等为原料和量筒等仪器设计了一个对比实验，实验装置如图所示。
请回答下列问题：
（1）该实验对镁粉、盐酸、醋酸溶液的要求有。
（2）实验时在量筒中能观察到的现象有：
开始时，盐酸几乎完全反应时，
最后。
（3）通过这个实验，在一定意义上还能说明。
2、课题：
用如图所示的装置测定常温下1mol氧气的体积，提供试剂：
MnO2和H2O2溶液，试回答：
（1）制取氧气的方程式：
_______________________________________________________。
（2）仪器A中预先盛放的试剂是______，用注射器向A中注入的试剂是_____________。
（3）仪器C的刻度范围一般是__________，过氧化氢溶液取10mL，用注射器在A瓶的加料口抽出气体8mL，使B瓶中导管内外液面持平，那么实验中使用的过氧化氢溶液浓度最大约为_____mol/L，最小约为_____mol/L（室温下，1mol氧气的体积取24.0L）
（4）现取10mL0.95mol/L的过氧化钠溶液完全反应，仪器C的读数为122.0mL。
用注射器在A瓶的加料口抽出气体8mL，使B瓶中导管内外液面持平，计算室温下1mol氧气体积的测定值是________。
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