测定1mol气体的体积几种定量测定方法

1、第十章第十章 学习几种定量测定方法学习几种定量测定方法 科学用实验看世界！科学用实验看世界！ 实验1：电解水得到氢气和氧气 说明水是由氢元素、氧元素组成的； 实验2:喷泉实验用水吸收氯化氢气体 说明氯化氢易溶于水； 实验3：H2O2在MnO2催化下分解速率加快 说明催化剂可加快化学反应速率 化学的定量测定：化学的定量测定： 定量测定是从定量测定是从“量量”的角度认识物质及其变化规律。的角度认识物质及其变化规律。 定量测定技术的进步推动了现代化学的发展。定量测定技术的进步推动了现代化学的发展。 定量测定是现代化工生产中控制生产的必要条件。定量测定是现代化工生产中控制生产的必要条件。 定量测定中定

2、量测定中“准确性准确性”极其重要。极其重要。 化学的定量测定：化学的定量测定： 定量测定方法：定量测定方法： 称量、量出体积、确定温度的变化数等称量、量出体积、确定温度的变化数等 定量仪器：定量仪器： 电子天平、量筒、滴定管、温度计、秒表等电子天平、量筒、滴定管、温度计、秒表等 测定测定1mol1mol气体的体积，我们需要哪些实验数据？气体的体积，我们需要哪些实验数据？ m V V n 提示： 答案：答案：气体的体积气体的体积V V和气体的物质的量和气体的物质的量n n。 一、原理与方法一、原理与方法 1原理原理 10.1 测定测定1mol气体的体积气体的体积 气体的物质的量能用实验方法直接测

3、定吗？气体的物质的量能用实验方法直接测定吗？ 答案：答案：不能。不能。 根据气体的物质的量根据气体的物质的量= =质量质量/ /摩尔质量，摩尔质量， 可以测气体的质量。可以测气体的质量。 m VVVM V m nm M 10.1 测定测定1mol气体的体积气体的体积 气体的体积和质量的实验数据较难测定，我们是气体的体积和质量的实验数据较难测定，我们是 否能将其转化为其他状态的物质进行测定？否能将其转化为其他状态的物质进行测定？ 答案：答案：将气体的量转化为测定固态或液态的量将气体的量转化为测定固态或液态的量 10.1 测定测定1mol气体的体积气体的体积 2方法方法 直接测量直接测量 转化转化

4、 氢气的质量氢气的质量 镁带的质量镁带的质量 间接测量间接测量 转化转化 氢气的体积氢气的体积 转化转化 直接测量氢气的体积比较难，怎么办？直接测量氢气的体积比较难，怎么办？ ？ 10.1 测定测定1mol气体的体积气体的体积 设计测定设计测定1摩尔气体体积的实验装置摩尔气体体积的实验装置 以以1molH2体积测定为例，用镁和足量的稀硫酸反应，体积测定为例，用镁和足量的稀硫酸反应， 并测定并测定H2的摩尔体积。的摩尔体积。 气体摩尔体积的测定装置应该有几部分组成？气体摩尔体积的测定装置应该有几部分组成？ 解析：解析： 气体的发生装置气体的发生装置 气体收集装置气体收集装置 量体积装置量体积装置

5、 10.1 测定测定1mol气体的体积气体的体积 以以1molH1molH2 2体积测定为例，用镁和足量的稀硫酸反体积测定为例，用镁和足量的稀硫酸反 应，并测定应，并测定H H2 2的摩尔体积。的摩尔体积。 222 2 2 2442 () () ()() () ()()() ()() m Mg Mg Mg MgMg HHHH m H M VM m MgH SOMgSOH VVV V nn 数据转化数据转化 ：测定镁带质量和：测定镁带质量和H H2 2的体积的体积 10.1 测定测定1mol气体的体积气体的体积 一、测定原理一、测定原理 某温度下，用一定量的镁带跟足量的稀硫酸反应，测出产某温度下

6、，用一定量的镁带跟足量的稀硫酸反应，测出产 生氢气的体积，从而计算出该温度下生氢气的体积，从而计算出该温度下1mol氢气的体积。氢气的体积。 二、测定方法二、测定方法 （1）制氢气，用镁的质量计算氢气的质量。）制氢气，用镁的质量计算氢气的质量。 （2）产生的氢气用排液法收集、量出体积。）产生的氢气用排液法收集、量出体积。 三、计算公式三、计算公式 222 2 2 () () ()() () ()()() ()() m Mg Mg Mg Mg Mg HHHH m H M VM m VVV V nn 10.1 测定测定1mol气体的体积气体的体积 方案方案1 1 介绍：用镁跟足量的稀硫酸反应制得介

7、绍：用镁跟足量的稀硫酸反应制得H H2 2， 利用排水法用量筒收集，并量取气体体积。利用排水法用量筒收集，并量取气体体积。 缺点：缺点： 量筒不能收集气量筒不能收集气 体，并且收集后体，并且收集后 测出体积不准确。测出体积不准确。 10.1 测定测定1mol气体的体积气体的体积 方案方案2 2介绍：用镁跟足量的稀硫酸反应制得介绍：用镁跟足量的稀硫酸反应制得H H2 2，并通入短，并通入短 进长出的广口瓶，气体将液体压入量筒中收集，流进长出的广口瓶，气体将液体压入量筒中收集，流 入量筒中液体的体积就是产生氢气的体积。入量筒中液体的体积就是产生氢气的体积。 注意：注意： 量筒中液体体积减去量筒中液

8、体体积减去 注入硫酸的体积才是注入硫酸的体积才是 生成的气体体积。生成的气体体积。 10.1 测定测定1mol气体的体积气体的体积 方案方案3 3介绍：用镁跟足量的稀硫酸反应制得介绍：用镁跟足量的稀硫酸反应制得H H2 2，将生成的，将生成的 氢气用气球收集。气球的体积就是氢气的体积。氢气用气球收集。气球的体积就是氢气的体积。 缺点：缺点： 气球体积难以准确测气球体积难以准确测 定，实验误差大。定，实验误差大。 10.1 测定测定1mol气体的体积气体的体积 方案方案4 4介绍：用镁跟足量的稀硫酸反应制得介绍：用镁跟足量的稀硫酸反应制得H H2 2，将生成的，将生成的 氢气用针筒收集。针筒显示

9、的体积减去注入硫酸的氢气用针筒收集。针筒显示的体积减去注入硫酸的 体积就是氢气的体积。体积就是氢气的体积。 优点：优点： 针筒可以直接测出针筒可以直接测出 气体的体积。气体的体积。 10.1 测定测定1mol气体的体积气体的体积 四、气体摩尔体积测定装置四、气体摩尔体积测定装置 1 1、气体发生装置：、气体发生装置： 气体发生器气体发生器带支管的锥形瓶带支管的锥形瓶 （加料口、橡皮塞）（加料口、橡皮塞） 2 2、排液装置：、排液装置： 储液瓶储液瓶带有玻璃瓶塞和伸至带有玻璃瓶塞和伸至 瓶底的导液管；瓶上刻度线标明瓶底的导液管；瓶上刻度线标明 容积约容积约200ml200ml的位置的位置 3 3

10、、量液装置：、量液装置： 液体量瓶液体量瓶量瓶瓶颈上有量瓶瓶颈上有 110110130mL130mL刻度线（可正确刻度线（可正确 读出进入量瓶的液体体积）读出进入量瓶的液体体积） 10.1 测定测定1mol气体的体积气体的体积 装置使用原理：装置使用原理： 用针筒取硫酸，注入到气体发生器中与镁反应，产生用针筒取硫酸，注入到气体发生器中与镁反应，产生 的氢气将储液瓶中的品红溶液压入液体量瓶中。的氢气将储液瓶中的品红溶液压入液体量瓶中。 分析分析: : 这套装置这套装置 在使用过在使用过 程中应注程中应注 意哪些问意哪些问 题？题？ 注意问题：注意问题： 1 1、硫酸应过量，保证镁全部反应。硫酸应

11、过量，保证镁全部反应。 2 2、装置不能漏气，保证其气密性，应先检漏。、装置不能漏气，保证其气密性，应先检漏。 3 3、生成氢气的体积应是液体量瓶的读数减去、生成氢气的体积应是液体量瓶的读数减去 注入硫酸的体积。注入硫酸的体积。 4 4、液体量瓶的读数范围是、液体量瓶的读数范围是110110130mL130mL，所以，所以 对生成的氢气的量有限制，过多或过少都对生成的氢气的量有限制，过多或过少都 测不出。测不出。 10.1 测定测定1mol气体的体积气体的体积 对镁的量有限制对镁的量有限制 五、实验步骤五、实验步骤 【准备部分准备部分】 1、记录实验室的温度和压强、记录实验室的温度和压强 2、

12、装配实验装置，做好气密性检查、装配实验装置，做好气密性检查 10.1 测定测定1mol气体的体积气体的体积 【实验部分实验部分】 1、连接装置，气密性检查、连接装置，气密性检查 当当A瓶连接好装置瓶连接好装置 然后塞上瓶塞，储液瓶然后塞上瓶塞，储液瓶 （B瓶）内导管中液面会瓶）内导管中液面会 上升，观察上升液面在上升，观察上升液面在1 分钟内无明显下降，可以分钟内无明显下降，可以 确认装置气密性合格。确认装置气密性合格。 10.1 测定测定1mol气体的体积气体的体积 【实验部分实验部分】 2、称量所需镁带、称量所需镁带 用砂皮除去镁带表面氧化层，用砂皮除去镁带表面氧化层， 称二份所需的量，记

13、录数据。称二份所需的量，记录数据。 10.1 测定测定1mol气体的体积气体的体积 【实验部分实验部分】 3、加料（镁带）、加料（镁带） 从从A瓶出气口处除下胶管，托盘中移瓶出气口处除下胶管，托盘中移 出出A瓶，用小烧杯加入瓶，用小烧杯加入20毫升的水，再加毫升的水，再加 入称量后的镁带，加料口塞上橡胶塞，将入称量后的镁带，加料口塞上橡胶塞，将A 瓶置于瓶置于A托盘内，出气口接上胶管。托盘内，出气口接上胶管。 10.1 测定测定1mol气体的体积气体的体积 【实验部分实验部分】 4、调整装置压强、调整装置压强第第1 次用注射器次用注射器 用注射器从用注射器从A瓶加瓶加 料口处吸出空气，当料口处

14、吸出空气，当B瓶瓶 中内管液面和外管液面中内管液面和外管液面 持平时，可以确认装置持平时，可以确认装置 内外压强基本一致，反内外压强基本一致，反 应位于起始状态。应位于起始状态。 10.1 测定测定1mol气体的体积气体的体积 【实验部分实验部分】 5、加加a mLa mL硫酸硫酸第第2 2次用注射器次用注射器 用注射器（去针头）在小烧杯中吸入用注射器（去针头）在小烧杯中吸入a （10）mL 3mol/L H2SO4，注射器口向下装上，注射器口向下装上 针头，排出多余硫酸，移到针头，排出多余硫酸，移到A瓶加料口上方，左瓶加料口上方，左 手握手握A瓶颈右手将注射器针头迅速拔出注射器。瓶颈右手将注

15、射器针头迅速拔出注射器。 10.1 测定测定1mol气体的体积气体的体积 【实验部分实验部分】 6、读数、读数第第3次用注射器次用注射器 （1 1）反应开始排出液体速度反应开始排出液体速度 较快，后逐渐变慢，当目测较快，后逐渐变慢，当目测A A 瓶中镁带几乎都反应完时，瓶中镁带几乎都反应完时， 可用左手握住可用左手握住A A瓶胶塞瓶胶塞轻轻上轻轻上 下振荡，下振荡，使少量气体尽可能使少量气体尽可能 逸出。当逸出。当C C瓶内插头口不再滴瓶内插头口不再滴 液时确认反应完成。液时确认反应完成。 镁条反应完后再静置镁条反应完后再静置35分钟，使容器内的温度冷却到室温，记录分钟，使容器内的温度冷却到室

16、温，记录 10.1 测定测定1mol气体的体积气体的体积 【实验部分实验部分】 6、读数、读数第第3次用注射器次用注射器 （2 2）读出）读出b mLb mL体积数，用注体积数，用注 射器从射器从A A瓶加料口处抽气，使瓶加料口处抽气，使B B 瓶中导管内外液面持平，读出瓶中导管内外液面持平，读出 注射器内气体体积数据注射器内气体体积数据b mLb mL。 即为即为B B瓶导管内没有排出瓶导管内没有排出 的液体量。的液体量。 10.1 测定测定1mol气体的体积气体的体积 【实验部分实验部分】 6、读数、读数第第3次用注射器次用注射器 （3 3）读出）读出cmLcmL体积数，从体积数，从C C

17、托盘中取出托盘中取出C C瓶，瓶， 读出液体量读出液体量cmLcmL。 注意：注意：注射器及液体量瓶（注射器及液体量瓶（C C瓶）刻度最小瓶）刻度最小 分度均为分度均为0.5mL0.5mL。及时将。及时将a a、b b、c c三个体积读三个体积读 数记录在案，便于下步计算。数记录在案，便于下步计算。 VmM(镁镁) 修正计算公式：修正计算公式： V(H2O)-V(H2SO4)+V(注射器注射器) m(镁镁) 10.1 测定测定1mol气体的体积气体的体积 【实验部分实验部分】 7、恢复装置起始状态恢复装置起始状态 将将C C瓶中液体倒回瓶中液体倒回B B瓶中，瓶中， 补加少量补加少量 品红溶液

18、，使液面基本恢复到刻度线。将品红溶液，使液面基本恢复到刻度线。将 A A瓶中反应液倒入废液缸，用水冲洗瓶中反应液倒入废液缸，用水冲洗A A瓶使瓶使 之冷却，可以开始重复实验。之冷却，可以开始重复实验。 10.1 测定测定1mol气体的体积气体的体积 8 8再做一次，取两次的平均值再做一次，取两次的平均值 9 9计算，做好记录计算，做好记录 1010误差分析误差分析 【实验部分实验部分】 10.1 测定测定1mol气体的体积气体的体积 六、注意事项六、注意事项 1 1、镁带要用砂皮打磨干净，两次称量镁带的重量应、镁带要用砂皮打磨干净，两次称量镁带的重量应 该尽可能的接近，即时记录数据（精确到该尽

19、可能的接近，即时记录数据（精确到0.001g0.001g） 2 2、装配装置时：连接、装配装置时：连接C C瓶和瓶和B B瓶时要严格按照要求左瓶时要严格按照要求左 右移动右移动C C瓶来操作瓶来操作 3 3、加料时，第一次加入、加料时，第一次加入10mL10mL水是为防止镁带进入时水是为防止镁带进入时 敲到瓶底，第二次是为了防止镁带附在瓶壁上，可用敲到瓶底，第二次是为了防止镁带附在瓶壁上，可用 水来冲。水来冲。 10.1 测定测定1mol气体的体积气体的体积 六、注意事项六、注意事项 4 4、反应开始前：要用橡皮筋固定、反应开始前：要用橡皮筋固定B B瓶的玻璃塞瓶的玻璃塞 以防气压过大冲出以防

20、气压过大冲出 5 5、反应开始前一定要调整整个装置的气压和外压一、反应开始前一定要调整整个装置的气压和外压一 致致 6 6、用针筒取稀硫酸的整个过程中要求针头一直朝下，、用针筒取稀硫酸的整个过程中要求针头一直朝下， 以防硫酸溅出伤人以防硫酸溅出伤人 10.1 测定测定1mol气体的体积气体的体积 六、注意事项六、注意事项 7 7、用针筒加硫酸时要一气呵成，拔出针头要迅速、用针筒加硫酸时要一气呵成，拔出针头要迅速 又要保证橡皮塞不被冲出又要保证橡皮塞不被冲出 8 8、针筒读数时要看平端所对的刻度、针筒读数时要看平端所对的刻度 9 9、复原时用水冲洗气体发生器是为了降温，将其、复原时用水冲洗气体发

21、生器是为了降温，将其 恢复到室温恢复到室温 10.1 测定测定1mol气体的体积气体的体积 实验误差的来源及处理办法实验误差的来源及处理办法 1 1、系统误差、系统误差 2 2、偶然误差、偶然误差 3 3、过失误差、过失误差 来源于仪器装置和药品自身的误差来源于仪器装置和药品自身的误差 仪器的精密度高、试剂品质好，误差就小 来源于测定时的某些偶然因素来源于测定时的某些偶然因素 如测定时，环境温度的变化 操作失误所引起的误差，或叫操作失误所引起的误差，或叫测量错误测量错误 如液体的读数偏差、装置漏气 系统误差有专门的方法来处理 偶然误差可用多次平行实验求平均值来减小 由测定人的正确操作来消除。 以下情况是否会造成实验误差。为什么？以下情况是否会造成实验误差。为什么？ 1 1、镁带中含有与硫酸