1、實(shí)驗(yàn)探究 ：氣體體積的測(cè)定原理、方法、誤差分析1.氣體體積的測(cè)定（1）原理：對(duì)于難溶于水且不與水反應(yīng)（或無(wú)法用試劑直接吸收）的氣體（如H2 、O2等）通常采用排水量氣法測(cè)定它們的體積，根據(jù)排出的水的體積來(lái)確定氣體的體積。裝置（a）：(1)集氣瓶至量筒之間的那段導(dǎo)管內(nèi)液體無(wú)法讀出，使測(cè)定的氣體體積偏小（改進(jìn)方法：實(shí)驗(yàn)前將導(dǎo)管注滿水）(2)為保證量筒內(nèi)氣體的壓強(qiáng)與外界大氣壓強(qiáng)相等，故量筒內(nèi)外液面應(yīng)相平，當(dāng)量筒內(nèi)液面高于量筒外液面時(shí)，應(yīng)將量筒下移，反之，應(yīng)上移。裝置（b）：測(cè)定氣體，應(yīng)當(dāng)使氣體冷卻到室溫，再調(diào)整液面使量筒內(nèi)外液面相平，再讀書裝置（c）：實(shí)驗(yàn)時(shí)水面要沒過(guò)漏斗頸部，量筒裝滿水，反應(yīng)在漏斗

2、中進(jìn)行，生成的氣體為量筒內(nèi)氣體體積裝置（d）：避免了（a）的不足，但它操作復(fù)雜。其實(shí)驗(yàn)步驟：1.檢查裝置氣密性2.連接好裝置后，在量氣管內(nèi)注滿水，上下移動(dòng)乙管，使兩管液面相平并讀數(shù)3.反應(yīng)完畢，再次上下移動(dòng)乙管，使兩管液面相平并再次讀數(shù)（兩次讀數(shù)得出氣體體積）裝置應(yīng)用范圍：有氣體參與或有氣體生成的實(shí)驗(yàn)。主要是測(cè)定某組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù)、確定某氣體（或物質(zhì)）的相對(duì)分子質(zhì)量實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵：無(wú)論是直接測(cè)量法還是間接測(cè)量法，準(zhǔn)確讀取液面是關(guān)鍵。在讀數(shù)之前，必須保證氣體的溫度、壓強(qiáng)均與外界相同。為此，應(yīng)等所制備氣體的溫度與環(huán)境一致后，通過(guò)調(diào)節(jié)兩端液面，到兩端高度相同時(shí)再讀取體積（3）實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)（誤差分析

3、）1檢查裝置氣密性（沒有進(jìn)行裝置的氣密性檢查V(排)偏低氣體體積偏小）2若反應(yīng)物為金屬，需注意除去表面的氧膜（如：鎂帶表面氧化鎂沒有擦除或沒有除盡）V(排)偏低氣體體積偏小）3若需除膜，應(yīng)先除膜再稱量（如：稱量好鎂帶后，用砂紙擦表面的氧化膜V(排)偏低氣體體積偏小）4保證所加藥品充足，使樣品物質(zhì)完全反應(yīng)（如：硫酸的量不足，鎂帶沒有完全反應(yīng)）V(排)偏低氣體體積偏小）5.對(duì)于固液不加熱實(shí)驗(yàn)裝置連接好后，向裝置中加入了液體，這部分液體排開的氣體體積也要考慮。（如：未考慮反應(yīng)裝置內(nèi)所加液體體積V(排)偏高氣體體積偏大）6.對(duì)于固體加熱實(shí)驗(yàn)或反應(yīng)放熱的實(shí)驗(yàn)裝置完全冷卻再讀數(shù)（沒有冷卻到室溫讀數(shù)V(排)

4、偏高氣體體積偏大）7. 考慮氣體在水中的溶解性，極少的氣體溶于水，也會(huì)產(chǎn)生誤差(實(shí)測(cè)氣體體積偏大)8.讀數(shù)時(shí)，保證裝置內(nèi)外氣體壓強(qiáng)相等。9. 如果可以，通過(guò)反應(yīng)前后反應(yīng)物總質(zhì)量之差也可計(jì)算出氣體的質(zhì)量或體積10. 若要用到量筒，要考慮到量筒的精確度是0.1mL，先估計(jì)好所測(cè)氣體體積的大小，選擇適當(dāng)大小量程的量筒；并且天平稱量也會(huì)有一定誤差。11.定量實(shí)驗(yàn)存在誤差是一定的、允許的，重要的是誤差要控制在合理的范圍內(nèi)。1、某化學(xué)興趣小組的同學(xué)欲在常溫、常壓下，用一定質(zhì)量的鎂與足量的稀硫酸反應(yīng)，測(cè)定鎂的相對(duì)原子質(zhì)量。利用如下圖所示的裝置(盛放鎂條的隔板有小孔，圖中固定裝置已略去)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，充分反應(yīng)后，

5、測(cè)得生成氫氣的體積為V。已知本實(shí)驗(yàn)條件下，氫氣的密度為。 關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，有如下說(shuō)法：連接儀器后，要先檢查裝置的氣密性；打開分液漏斗的活塞，可觀察到乙中稀硫酸進(jìn)入裝置丙中；當(dāng)丙中無(wú)氣泡產(chǎn)生，立即讀取量筒戊中水的積，即為反應(yīng)生成氫氣的體積；裝置中的空氣對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果無(wú)影響；利用該實(shí)驗(yàn)原理，還可以測(cè)定銅的相對(duì)原子質(zhì)量。其中正確說(shuō)法的個(gè)數(shù)有（ ）A2個(gè) B3個(gè) C4個(gè) D5個(gè)2.某校化學(xué)興趣小組的同學(xué)利用下圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模河酶咤i酸鉀制取一瓶氧氣，做細(xì)鐵絲燃燒的實(shí)驗(yàn)粗略測(cè)定加熱一定質(zhì)量的高錳酸鉀所收集到的氧氣體積（2）反應(yīng)原理：加熱高錳酸鉀制氧氣化學(xué)方程式為 （3）儀器認(rèn)識(shí)：寫出上圖中儀器、的名

6、稱： ， （4）裝置連接：為達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模餮b置的正確連接順序是（填接口的字母）：a d（5）問(wèn)題分析：實(shí)驗(yàn)過(guò)程發(fā)現(xiàn)B瓶中的水變紅了，原因是 ；用收集到的氧氣做細(xì)鐵絲燃燒的實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)瓶底炸裂，發(fā)生失誤的操作原因可能是 根據(jù)高錳酸鉀的質(zhì)量算出產(chǎn)生的氧氣質(zhì)量為理論值如果實(shí)際測(cè)得氧氣的體積超過(guò)理論值，你認(rèn)為原因可能是 3、以下是研究實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的裝置圖，請(qǐng)按要求回答下列問(wèn)題（1）寫出圖中標(biāo)號(hào)儀器的名稱： ； （2）實(shí)驗(yàn)室用高錳酸鉀制取氧氣，應(yīng)選用的發(fā)生裝置是 （填字母序號(hào)，下同），若要收集一瓶干燥的氧氣，應(yīng)選擇的收集裝置時(shí) （3）實(shí)驗(yàn)室用H2O2溶液和MnO2混合制氧氣，其中MnO2起 作用，該

7、反應(yīng)的化學(xué)方程式為 (4)同學(xué)們利用B和F裝置，通過(guò)排水量來(lái)測(cè)定生成氧氣的體積，反應(yīng)結(jié)束后，發(fā)現(xiàn)量筒內(nèi)收集到的水的體積總是比理論值偏大（水的體積測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)），其主要原因是 4.某化學(xué)小組利用下圖所示裝置測(cè)定銅鋅合金樣品中鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（圖中固定裝置已略去）探究過(guò)程如下：1連接實(shí)驗(yàn)裝置并檢查裝置氣密性向B中加入質(zhì)量為m的銅鋅合金粉末，由注射器A向B緩緩加入稀硫酸，待B中不再有氣體產(chǎn)生氣體時(shí)，夾緊彈簧夾，立即移出D中導(dǎo)管，準(zhǔn)確讀取并記錄量筒內(nèi)水的體積。經(jīng)過(guò)濾等操作，準(zhǔn)確稱量并記錄B中剩余固體物質(zhì)的質(zhì)量。IV該小組的甲同學(xué)根據(jù)反應(yīng)前后B中固體物質(zhì)的質(zhì)量計(jì)算樣品中鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；乙同學(xué)認(rèn)定量筒內(nèi)測(cè)得水的體積

8、即為反應(yīng)生成氣體的體積，并利用該氣體在常溫下的密度，根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，得到樣品中鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。（2）中，正確的操作順序是：過(guò)濾、 、 、稱量。（3）通過(guò)誤差分析，化學(xué)小組發(fā)現(xiàn)乙同學(xué)所用數(shù)據(jù)不可靠。造成該數(shù)據(jù)不可靠的原因及其對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響是： II中，移出D中的導(dǎo)管內(nèi)留存有水，導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果偏小。 ，導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果偏 。5.小黃用如圖裝置測(cè)定銅鋅合金中鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和鋅的相對(duì)原子質(zhì)量主要實(shí)驗(yàn)步驟如下（必要的固定裝置已略去）：連接裝置并檢查裝置氣密性；加入藥品和水；記錄C中液面刻度（C為帶有刻度的玻璃管）；由A向B中滴加試劑至過(guò)量；待B中不

9、再有氣體產(chǎn)生并恢復(fù)至室溫后，記錄C中液面刻度，計(jì)算得到氣體的體積為VmL（經(jīng)查，該氣體密度為 g/L）；將B中剩余固體過(guò)濾、 、干燥并稱重，稱得剩余固體質(zhì)量為Wg（1）A儀器的名稱為 ；（2）B中發(fā)生的反應(yīng)的化學(xué)方程式為： ；（3）小黃在實(shí)驗(yàn)前將塊狀的銅鋅合金磨成粉末狀，其目的是： ；（4）如何檢驗(yàn)該裝置的氣密性： （5）為使測(cè)得的氣體體積更精確，記錄C中液面刻度時(shí)，除使視線與凹液面的最低處相平外，還應(yīng) ；（6）小黃發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中由于缺少某一步驟導(dǎo)致數(shù)據(jù)缺乏而無(wú)法計(jì)算，該步是： （7）通常實(shí)驗(yàn)前須估算藥品用量，如果實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)鹽酸的量不足，應(yīng)中途加酸還是重新實(shí)驗(yàn)： ；理由是 6、某學(xué)

10、習(xí)小組用如圖所示裝置測(cè)定鋅銅合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（已知：金屬與酸時(shí)放出一定的熱量）（1）實(shí)驗(yàn)前，先將鋅銅合金在稀酸中浸泡片刻，其目的是 ；（2）實(shí)驗(yàn)操作步驟有：檢查氣密性，將藥品和水裝入各儀器中，連接好裝置后，再進(jìn)行的操作還有：記錄C的液面位置；將B中剩余固體過(guò)濾，洗滌，干燥，稱重；待B中不再有氣體發(fā)生并恢復(fù)至室溫后，記載C的液面地位；由A向B滴加足量試劑；檢查氣密性上述再進(jìn)行的操作的順序是 （填序號(hào)）；記載C的液面地位時(shí)，除視野平視外，還應(yīng) （3） 該裝置的氣密性的檢驗(yàn)方法是打開分液漏斗旋塞，從D管注入經(jīng)濟(jì)易得的 ，使U型管左右液面相平，關(guān)閉分液漏斗旋塞，提高管， ，說(shuō)明裝置的氣密性好；（4）

11、B中完全反應(yīng)的判斷依據(jù)是： （5）若實(shí)驗(yàn)用鋅銅合金的質(zhì)量為ag，與稀硫酸充分反應(yīng)后，測(cè)得氫氣體積為V L，為求出合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，還缺少的一個(gè)數(shù)據(jù)是 ；A反應(yīng)前加入稀硫酸的體積       B反應(yīng)前加入稀硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)C實(shí)驗(yàn)前反應(yīng)裝置中空氣的體積   D實(shí)驗(yàn)條件下氫氣的密度（6）若a為0.4g，V為80mL，合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 （在實(shí)驗(yàn)條件下，H2的密度為0.09g/L）；若實(shí)驗(yàn)用鋅銅合金的質(zhì)量為ag，與酸充沛反響后，B中剩余固體的質(zhì)量為bg，則銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 （7）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，若未冷卻就讀取氣體體積

12、，則測(cè)得銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)將 （填“偏大”、“偏小”或“不受影響”） 若未洗滌過(guò)濾所得的不溶物，則測(cè)得銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)將 （填“偏大”“偏小”或“不受影響”）（8）可指導(dǎo)老師認(rèn)為，利用上述實(shí)驗(yàn)裝置，用測(cè)得的氫氣的體積計(jì)算出的結(jié)果總會(huì)偏小，原因是 。7小海、小林、小明三同學(xué)一起測(cè)定雙氧水溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 查閱資料：2H2O2 2H2O+ O2；常溫下氧氣密度為1.42。 設(shè)計(jì)原理：將一定質(zhì)量的雙氧水樣品與二氧化錳混合，測(cè)定反應(yīng)產(chǎn)生的氧氣的質(zhì)量，計(jì)算出H2O2的質(zhì)量，繼而得雙氧水溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 過(guò)程方法：（1）小海首先設(shè)計(jì)：向裝有樣品溶液（20 g）的錐形瓶（75 g）中投入0.5二氧化錳，待

13、雙氧水反應(yīng)完畢后測(cè)得錐形瓶和反應(yīng)后混合物的總質(zhì)量為95.1 g，則產(chǎn)生氧氣的質(zhì)量是 g，雙氧水溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 。（2）小林對(duì)小海的設(shè)計(jì)提出質(zhì)疑后，設(shè)計(jì)如中圖的方案（只在上述方案中的錐形瓶上加一干燥管），請(qǐng)你說(shuō)明小林質(zhì)疑的理由是 。（3）小明通過(guò)思考后，覺得他們的方案誤差都較大，于是小明設(shè)計(jì)如右圖的方案（試劑用量不變）。請(qǐng)你說(shuō)明小明認(rèn)為他們誤差較大的原因： 。如果要滿足小明的要求，該實(shí)驗(yàn)需用 mL的量筒。1.C 2、2KMnO4 =加熱K2MnO4+MnO2+O2；試管 量筒；c b；試管口沒有放棉花團(tuán)；集氣瓶底沒有放少量的水或鋪一層細(xì)沙；未冷卻到室溫就讀數(shù) 3. （1）酒精燈 錐形瓶

14、（2）A E (3)催化 方程式略 所收集水的體積包含了加入的過(guò)氧化氫溶液的體積（其他合理答案均可）（未移出F中的導(dǎo)管內(nèi)留存有水，導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果偏小。4.（1）Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2 （2）洗滌（或洗凈）、干燥 （3）未考慮B中液體所占體積 大 5.（1）分液漏斗 (2)Zn+H2SO4=ZnSO4+H2(2分) (3)加快反應(yīng)的速率【化學(xué)反應(yīng)速率和很多因素有關(guān)，如接觸面積，濃度，溫度等】 (4)提高D管，靜止片刻后，C、D液面仍存在高度差，則氣密性良好【管內(nèi)空氣如果與外界空氣連通的話，就不會(huì)保持高度差。】 (5)使D、C中的液面相平【這個(gè)利用連通器原理，最右邊的管子可以上下移動(dòng)，保持液面平就能使中間管子里的氣體保持在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下。氣壓如果不同，氣體的密度也會(huì)變化（氣體容易被壓縮），計(jì)算會(huì)有誤差】 (6)測(cè)量銅鋅合金樣品的質(zhì)量(7)重新實(shí)