1、實驗4 二氧化碳相對分子質量的測定1. 實驗目的(1) 了解氣體密度法測定氣體相對分子質量的原理的方法；(2) 了解氣體的凈化和干燥的原理和方法；(3) 熟練掌握啟普發生器的使用；(4) 進一步掌握天平的使用。2. 實驗原理根據阿伏伽德羅定律，同溫同壓下，同體積的任何氣體含有相同數目的分子。因此 ，在同溫同壓下，同體積的兩種氣體的質量之比等于它們的相對分子質量之比，即M1/M2=W1/W2=d其中：M1和W1代表第一種氣體的相對分子質量和質量；M2和 W2代表第二種氣體的相對分子質量和質量；d(=W1/W2) 叫做第一種氣體對第二種的相對密度。本實驗是把同體積的二氧化碳氣體與空氣(其平均相對分

2、子質量為29.0)相比。這樣二氧化碳的相對分子質量可按下式計算：M co2=Wco2×M空氣/W空氣=d空氣×29.0式中一定體積(V)的二氧化碳氣體質量Wco2可直接從天平上稱出。根據實驗時的大氣壓(p)和溫度(t)，利用理想氣體狀態方程式，可計算出同體積的空氣的質量： W空氣pV×29.0/RT這樣就求得了二氧化碳氣體對空氣的相對密度，從而測定二氧化碳氣體的相對分子質量。3. 實驗儀器與試劑啟普發生器，洗氣瓶 (2只)，250mL錐形瓶，臺秤，天平，溫度計，氣壓計，橡皮管，橡皮塞等。HCl (工業用，6mol·L-1),H2SO4 (工業用)，飽和N

3、aHCO3溶液，無水CaCl2，大理石等。4. 實驗步驟按圖連接好二氧化碳氣體的發生和凈化裝置。圖6.3.1 二氧化碳的發生和凈化裝置1大理石+稀鹽酸；2飽和NaHCO3；3濃H2SO4； 4無水CaCl2；5收集器取一個潔凈而干燥的錐形瓶，選一個合適的橡皮塞塞入瓶口，在塞子上作一個記號，以固定塞子塞入瓶口的位置。在天平上稱出(空氣+瓶+塞子)的質量。從啟普發生器產生的二氧化碳氣體，通過飽和NaHCO3溶液、濃硫酸、無水氯化鈣，經過凈化和干燥后，導入錐形瓶內。因為二氧化碳氣體的相對密度大于空氣，所以必須把導氣管插入瓶底，才能把瓶內的空氣趕盡。23分鐘后，用燃著的火柴在瓶口檢查CO2已充滿后，再

4、慢慢取出導氣管用塞子塞住瓶口(應注意塞子是否在原來塞入瓶口的位置上)。在天平上稱出(二氧化碳氣體+瓶+塞子)的質量，重復通入二氧化碳氣體和稱量的操作，直到前后兩次(二氧化碳氣體+瓶+塞子)的質量相符為止(兩次質量相差不超過12mg)。這樣做是為了保證瓶內的空氣已完全被排出并充滿了二氧化碳氣體。最后在瓶內裝滿水，塞好塞子(注意塞子的位置)，在臺秤上稱重，精確至0.1g。記下室溫和大氣壓。5. 數據記錄和結果處理室溫t()_，T(K) _ 氣壓p(Pa) _ (空氣+瓶+塞子)的質量A _ g(二氧化碳氣體+瓶+塞子)的質量B_ g(水+瓶+塞子)的質量C_ g瓶的容積V(C-A)/1.00_ m

5、l瓶內空氣的質量W空氣_ g瓶和塞子的質量D=A-W空氣_ g二氧化碳氣體的質量Wco2BD _ g二氧化碳的相對分子質量 Mco2_ 6注意事項： 實驗室安全問題。不得進行違規操作，有問題及時處理或向老師報告。 分析天平的使用。注意保護天平，防止發生錯誤的操作。 啟普發生器的正確使用。 氣體的凈化與干燥操作。7思考題(1) 在制備二氧化碳的裝置中，能否把瓶2和瓶3倒過來裝置？為什么？(2) 為什么(二氧化碳氣體+瓶+塞子)的質量要在天平上稱量，而(水+瓶+塞子)的質量則可以在臺秤上稱量？兩者的要求有何不同？(3) 為什么在計算錐形瓶的容積時不考慮空氣的質量，而在計算二氧化碳的質量時卻要考慮空氣的質量？ 思考題答案：1.不能。因為瓶3中的濃硫酸主要是用來吸收水的，而瓶2中也有水，如果調換則2中產生的水未被吸收，會帶入氣體中導致實驗失敗。2.這是因為二氧化碳氣體的質量很小，在臺秤上稱量會因為精確度低而造成較大的誤差，而水的質量相比較就大一些，在臺秤上稱量也不會造成很大的誤差。兩者