测量气体体积的装置深度解析
测量气体体积的装置深度解析 个个击破 2010-12-09 09:01:00 阅读294 评论0 字号:大中小 订阅
1.(15分)不同浓度的硫酸与锌反应时,硫酸可以被还原为SO2,也可被还原为氢气。为了验证这一事实,某同学拟用下图装置进行实验(实验时压强为10lkPa,温度为0℃)。
(1)若在烧瓶中放入1.30g锌粒,与c mol/L H2SO4反应,为保证实验结论的可靠,量气管的适宜规格是_____________ 。
A.200 mL B.400 mL C.500mL
(2)若1.30g锌粒完全溶解,氢氧化钠洗气瓶增重l.28g ,则圆底烧瓶中发生反应的化学方程式为:_______________________________________。
(3)若烧瓶中投入a g锌且完全反应,氢氧化钠洗气瓶增重b g.量气瓶中收集到VmL气体,则有:ag/65g·mol1=bg/64g·mol1+V mL / 22400 mL·mol1,依据的原理是____________________________。 ---
(4)若在烧瓶中投入d g锌,加入一定量的c mol/L 浓硫酸V L,充分反 应后锌有剩余,测得氢氧化钠洗气瓶增重mg,则整个实验过程产生的气体中,n(H2)/n(SO2)=_______________(用含字母的代数式表示)。若撤走盛有无水氯化钙的U型管,n(H2)/n(SO2)的数值将 (填偏大、偏小或无影响)
(5) 反应结束后,为了准确地测量气体体积,量气管在读数时应注意:
① ;
② ;
③ 。
2.(16分)实验室有一瓶Na2SO3。固体,可能含有NaCl、Na2SO4、BaCl2、K2CO3、K2SO4中的一种或几种杂质,通过下列实验确定该样品的成分及Na2S03的质量分数。请回答下列问题:
已知:
①取少量样品于试管中,加水振荡,未见沉淀生成:
②通过元素分析仪器的检测,得知该样品中不含K元素;
③用下图所示仪器进行合理组装,测定产生气体的体积(SO2在硫酸中的溶解忽略不计)
(1)按气流从左到右方向,正确的连接顺序为:A接____, 接 , 接B。
(2)利用所组装置,由分液漏斗向烧瓶中滴加l0mL水,理论上将排入量筒中mL液体。
(3)液体X是 ,其作用是
。
(4)Y的作用是防止产生的气体溶于水,下列历给试剂符合要求的是 (填序号)。
A.甲苯 B.四氯化碳 C.酒精 D.浓硫酸
若称取样品3.00g,加入10.0mol/L的硫酸至过量(共5mL),产生无色气体,排入量筒中
液体的体积为229mL(已折算成标准下的状况)。根据此信息,回答以下问题:
(5)对实验获得准确的气体体积无益的操作有(填序号)
①检查装置的气密性:
②实验结束后,将连通乙、丁的导管中的水也引入量筒;
③读数时视线与量筒内凹液面最低相切点水平;
④恢复到室温后再上下调整量筒位置,使乙、丁两液面相平;
⑤在甲装置胶塞上再连接一个导管,通入N2将系统中SO2全部排出。
(6)向充分逸出气体后的溶液中加入过量BaCl2溶液,得到白色沉淀13.98g。根据实验所得现象及数据,可知:样品中Na2SO3的质量分数是 ,含有的杂质是 。
3.铝镁合金已成为飞机制造、化工生产等行业的重要材料。研究性学习小组的同学,为测定某含镁3%~5%的铝镁合金(不含其它元素)中镁的质量分数,设计下列两种不同实验方案进行探究。填写下列空白。
【方案一】
〖实验方案〗将铝镁合金与足量NaOH溶液反应,测定剩余固体质量。
实验中发生反应的化学方程式是 。
〖实验步骤〗
(1)称取5.4g铝镁合金粉末样品,溶于V mL 2.0 mol/L NaOH溶液中。为使其反应完全,则NaOH溶液的体积V ≥ 。
(2)过滤、洗涤、干燥、称量固体。该步骤中若未洗涤固体,测得镁的质量分数将
填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
【方案二】
〖实验方案〗将铝镁合金与足量稀硫酸溶液反应,测定生成气体在通常状况(约20℃,1.01 105Pa)的体积 〖问题讨论〗
(1)同学们拟选用下列实验装置完成实验:
①你认为最简易的装置其连接顺序是:A接( )( )接( )( )接( )(填接口字母,可不填满。)
②实验开始时,先打开分液漏斗上口的玻璃塞,再轻轻打开其活塞,一会儿后稀硫酸也不能顺利滴入锥形瓶。请你帮助分析原因 。
③实验结束时,在读取测量实验中生成氢气的体积时,你认为合理的是 。
A.待实验装置冷却后再读数
B.上下移动量筒F,使其中液面与广口瓶中液面相平
C.上下移动量筒G,使其中液面与广口瓶中液面相平
D.视线与凹液面的最低点水平读取量筒中水的体积
(2)仔细分析实验装置后,同学们经讨论认为以下两点会引起较大误差:稀硫酸滴入锥形瓶中,即使不生成氢气,也会将瓶内空气排出,使所测氢气体积偏大;实验结束时,连接广口瓶和量筒的导管中有少量水存在,使所测氢气体积偏小。于是他们设计了右图所示的实验装置。
① 装置中导管a的作用是
② 实验前后碱式滴定管中液面读数分别为V1 mL、V2 mL。则 产生氢气的体积为。
4.某学生利用氯酸钾分解制氧气的反应,测定氧气的摩尔质量。实验步骤如下:
①把适量的氯酸钾粉末和少量二氧化锰粉末混合均匀,放入干燥的试管中,准确称量,质量为ag; ②装好实验装置;
③检查装置的气密性;
④加热,开始反应,直到产生一定量的气体;
⑤停止加热(如图所示,导管出口高于液面);
⑥测量收集到气体的体积;
⑦准确称量试管和残留物的质量为bg;
⑧测量实验室的温度;
⑨把残留物倒入指定的容器中,洗净仪器,放回原处,把实验桌面收拾干净;
⑩处理实验数据,求出氧气的摩尔质量。
回答下列有关问题:
(1)如何检查装置的气密性?
____。
(2)以下是测量收集到气体体积必须包括的几个步骤:
①调整量筒内外液面高度使之相同;
②使试管和量筒内的气体都冷却至室温;
③读取量筒内气体的体积。
这三步操作的正确顺序是________(请填写步骤的代号)。
(3)测量收集到的气体体积时,如何使量筒内外液面的高度相同?
。
(4)如果实验中得到的氧气体积是cL(25℃,1.01×105Pa),水蒸气的影响忽略不计,氧气的摩尔质量的计算式为(含a,b,c,不必化简):M(O2。
【参考答案】
1.(1)C(2分)
(2)Zn+2H2SO4(浓)=ZnSO4+SO2↑+2H2O(2分)
(3)得失电子守恒(2分)
(4)(64cV-2m)/m(3分);偏小(2分)
(5)①待冷却至室温才开始读数
②读数前使量气管左右液面相平
③眼睛视线与液面最低处相平(3分)
2.(1)C、D、F、E;
(2)10;
(3)浓硫酸,干燥SO2
(4)A
(5)⑤
(6)42%(或0.42);NaCl、Na2SO4
3.【方案一】
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑ (1)97mL (2)偏高
【方案二】
(1)①EDG
②锌与稀硫酸反应放热且生成气体,使锥形瓶中气体压强变大
③ACD
(2)①使分液漏斗内气体压强与锥形瓶内气体压强相等,打开分液漏斗活塞时稀硫酸能顺利滴下;滴入锥形瓶的稀硫酸体积等于进入分液漏斗的气体体积,从而消除由于加入稀硫酸引起的氢气体积误差。 ②V1-V2
4.(1)将导管的出口浸入水槽的水中,用手握住试管,有气泡从导管口逸出,放开手后,有少量水进入导管,表明装置不漏气
(2)②①③
(3)慢慢将量筒下移