气体摩尔体积的测定
气体摩尔体积
气体摩尔体积的测定一、实验原理： 气体摩尔体积Vm=（气体）（气体）n V （n=M m）说明：气体的质量和体积的实验数据难以直接测定，可通过测定反应物的质量来确定气体的物质的量，通过测定气体排出液体的体积来确定气体的体积。
也就是把不方便操作的目标量转化为操作方便的可测量。
Mg+H 2SO 4 → MgSO 4+H 2 ↑Vm=（镁）（液体）n V =24（镁）（液体）m V二、主要实验装置（气体体积测定仪）：（A 瓶：气体发生器 B 瓶：储液瓶 C 瓶：液体量瓶） 三、操作步骤（1234） 一次称量（镁带质量） 二次加料（镁带和20mL 水）三次使用注射器（两次抽气，一次加硫酸）四个数据（镁带质量、稀硫酸体积、反应结束后从B 瓶中抽取的气体体积、C 瓶中液体体积） 四、关键操作： 1、装置气密性的检查（1）把气体发生器的橡皮塞塞紧，储液瓶内导管中液面上升，且上升的液柱在1min 内不下降，可确认气密性良好。
（2）从气体发生器的橡皮塞处用注射器向其中诸如一定量的水，如果储液瓶内导管中的液面上升，且上升的液柱在1min 内不下降，可确认装置气密性良好。
（3）从气体发生器的橡皮塞处用注射器抽出一定量的空气，如果储液瓶内导管口产生气泡，可确认装置气密性良好。
（4）用手捂气体发生器一段时间，如果储液瓶内导管中液面上升，手松开后，液面又恢复至原位置，可确认装置气密性良好。
2、保证镁带反应完。
①硫酸足量②控制镁带的质量在0.100～0.110之间 3、尽可能排除外界条件对产生气体体积的影响。
①温度：恢复至室温（现在改进装置中，储液瓶上端有个温度探测仪，用来探测反应生成的气体的温度）②压强（实验中有二次通过次注射器来调节装置中的压强）：a 、把镁带加入气体发生器并塞好橡皮塞时，储液瓶的导管内外液面有高度差，用注射器在气体发生器的加料口抽气，使导管内外液面相平。
b 、反应结束后，用注射器从气体发生器的加料口抽气，使储液瓶的导管内外液面相平。
重难点07 气体摩尔体积的测定-2023年高考化学专练(解析版)
重难点07 气体摩尔体积的测定一、气体摩尔体积的测定 (1) 测定装置：①化学反应气体体积测定仪：主要由气体发生器、储液 瓶、液体量瓶（可估读到0.2~0.3mL ）构成。
②其它简易装置：用排水法测定气体的体积。
(2) 测定原理：以1molH 2体积测定为例，用一定量的镁带和足量的稀硫酸反应，从而计算出该温度下H 2的摩尔体积。
即只要测定生成V (H 2)和消耗的m(Mg)。
(3) 测定步骤：①连接装置。
气密性检查(即装配后用橡皮塞塞紧气体发生器加料口时，储液瓶中导管内液面会上升，上升液柱在1min 内不下降，确认装置气密性良好)。
②称量镁带。
用电子天平(最小分度值0.001g )称取0.100~0.110g 镁带，记录数据。
③加水和镁带。
拆下气体发生器，加入约20mL 水和称量的镁带，然后连接并塞紧加料口。
④抽气调压。
用注射器在A 瓶加料口抽气，使B 瓶导管内外液面持平(与外界大气压相等)。
⑤加硫酸反应和记录温度。
用注射器在A 瓶加料口注入3mol/L 稀硫酸l0mL ，捏住针头拨出，记录a 处数字温度计在底座上显示的B 瓶内气体的温度(供教师计算测定的理论值)。
⑥读数。
当C 瓶连接口不再滴液时，读出C 瓶液面刻度数值(估计最小分度值的1/2)。
⑦再次抽气调压。
用注射器在A 瓶加料口抽气，使B 瓶导管内外液面持平(与起始状态相同)。
读出注射器中抽出气体的体积，记录数据。
⑧第二次测定。
拆开B 、C 瓶，将C 瓶中红色液体倒回B 瓶；拆开A 、B 瓶，倒去A 瓶中反应液，洗净后再次测定。
⑨数据处理。
a.氢气体积=C 瓶液体体积-稀硫酸+抽出气体体积b.计算测定的1mol H 2的体积与平均值：1molH2的体积=V(H2)M (Mg)m(Mg)c .计算该温度、常压下1mol H 2体积的理论值V= nRT/P= 1× 8.314× (273+t)222222442()()()()()()()()()()m Mg Mg Mg Mg Mg H H H H m H M V M m Mg H SO MgSO H V V V V n n +−−→+↑====/101或V=22.4×(273+t)/273 d ．计算实验误差=理论值理论值实验值-×100%e ．t ℃、101kPa 时，1mol 氢气的体积=2732730899.0016.2tL +⨯(教师计算理论值) 4失误操作V (H 2) V m 镁带中含有与硫酸不反应的杂质减小 减小 镁带中含有铝杂质增大 增大 没有进行装置的气密性检查，有漏气 减小 减小 镁带表面氧化镁没有擦除或没有除尽 减小 减小 液体量瓶刻度读数未扣去硫酸的体积 增大 增大 硫酸的量不足，镁带没有完全反应减小 减小 没有冷却到室温读数增大增大1. 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，所用的步骤有①冷却至室温，②调节使水准管和量气管液面持平，③读数。
气体摩尔体积的测定
量
实
验
(1)混合气体进入反应管后，量气管内增加的水的体 积等于N2、O2的体积(填写气体的分子式)。
(2)反应管内溶液蓝色消失后，没有及时停止通气，
定 则测得的SO2含量偏低(选填：偏高，偏低，不受影响)
量
(3)反应管内的碘的淀粉溶液也可以用酸性高锰酸钾
溶液或溴水代替(填写物质名称)。
实
(4)若碘溶液体积为VamL，浓度为C mol·L-1。N2与O2的
操作误差收集气体为co2用排水法装置漏气用排水法装置漏气偏低偏低偏低偏低定量定量mg条表面有氧化膜mg条中含不与酸反应的物质所用的条中含不与酸反应的物质所用的mg中混有铝反应结束后未经冷却即读数导管口未插入量筒底部仅悬于量筒口反应结束后未经冷却即读数导管口未插入量筒底部仅悬于量筒口偏低偏低偏高偏高偏高偏低偏低偏高偏高偏高实验实验五装置改进洗气瓶应短进长出实验前应使洗气瓶与量筒间的导管充满水
量
由上述实验事实可知：
（1）①固体M中一定有的物质是____(填化学式)理由是__________
实
②其中一种物质的质量可以确定为______g(用代数式表示)。
验
（2)B装置的名称是________。 写出B装置中反应的离子方程式 _________。
（3)C装置的作用是________，如果实验
好，否则不好
（1）向储液瓶中加入品红溶液至刻度线， 盖上瓶塞，固定在底座中间位置；
（2）把气体发生器固定在底座左边的位
定
置，用螺旋调节高低，使气体的出口和 储液瓶入口紧密连接，且做好连接；
量 （3）用橡皮塞塞紧气体发生器，进行气
实 密性检查；
验 （4）把液体量瓶固定在底座右边位置上，
气体摩尔体积测定(精)
• 所以镁的质量控制在0.120—0.140g之 间。
方案4：
• 优点：能控制等压。
缺点：用碱式滴定管 作量气管，量气管体 积较小，影响测定精 确度。
•A
•B
•C
方案5：
• 优点：增大 量气管容量 减小误差。
缺点：所加 硫酸的体积 不精确。
方案6：
• 优点：用针筒注 入精确体积的硫 酸。
缺点：直接测气 体的体积气密性体的体积， 我们需要哪些实验数 据？
V 提示：Vm n
2.气体的物质的量能用实验方法直接测定吗？
V V VM Vm m n m M
探究活动：
• 从操作简单，结果准确两个角度考虑：测定 H2的摩尔体积。最好测定哪些数据？
•
（二）测定原理： ——某温度下，用一定量的镁带跟足量的稀硫
10.1测定1mol气体的体积
• 注意问题：
1、硫酸应过量，保证镁全部反应。 2、装置不能漏气，保证其气密性，应先检漏。 3、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。 4、液体量瓶的读数范围是110—130mL，所以 对生成的氢气的量有限制，过多或过少都 测不出。
• 讨论结果： （1）假设液体量瓶最大读数130mL， 氢气体积130-10=120mL,消耗镁的质量 (120 /22400)×24=0.1286g. （2）假设液体量瓶最小读数110mL， 氢气体积110-10=100mL,消耗镁的质量 (100 /22400)×24=0.1071g. • 镁的质量控制在0.1071—0.1286g之间。 • 综合考虑温度和压强对气体体积的影响
化学定量测定：
• 定量测定方法： 称量质量法、气体体积法、滴定法等 定量仪器： 电子天平、量筒、滴定管、温度计、秒 表等 实验方案：
气体的摩尔体积测定
气体的摩尔体积测定1.引言气体的摩尔体积是研究气体性质的重要参数之一。
它指的是在一定的温度和压力下，气体占据的体积与其所含摩尔数的比值。
摩尔体积的测定对于理解气体的微观行为以及化学反应的机理起着关键作用。
本文将介绍几种常见的测定气体摩尔体积的方法。
2.容器法容器法是最常见的一种测定气体摩尔体积的方法。
它的原理是将一定摩尔数的气体放入一个已知体积的容器中，然后测量气体在该容器内所占据的体积。
根据阿伏伽德罗定律，当温度和压力不变时，气体的体积与其摩尔数成正比。
通过测量气体的摩尔数和所占据的体积，可以得出气体的摩尔体积。
3.重量法重量法是另一种常用的测定气体摩尔体积的方法。
它的基本原理是通过测量一定量的气体的质量，然后根据气体的摩尔质量计算出摩尔数，最终通过体积和摩尔数的比值得到摩尔体积。
重量法适用于密度较低的气体测量，例如氢气和氦气。
4.扩散法扩散法是一种适用于测定稀有气体摩尔体积的方法。
它的原理是利用气体在一定时间内扩散的距离与其分子量成反比的关系。
扩散速率较快的气体分子相对于其他气体分子来说，在同样的时间内可以扩散到更远的距离。
通过测量不同气体扩散的距离和时间，可以计算出气体的摩尔体积。
5.爆炸法爆炸法是一种用于测定可燃气体摩尔体积的方法。
它的原理是将一定摩尔数的可燃气体与过量的氧气混合，并在密闭容器中进行爆炸反应。
通过测量爆炸反应后体积的变化，可以确定气体的摩尔体积。
需要注意的是，该方法只适用于可燃气体，并且安全操作至关重要。
6.总结与展望测定气体的摩尔体积是研究气体性质的重要手段之一。
容器法、重量法、扩散法和爆炸法是常用的测定方法。
不同的方法适用于不同类型的气体，且操作要求和准确性也有所不同。
未来，随着科学技术的进步，可能会出现更加精确和便捷的测量方法来推动气体摩尔体积的研究。
气体摩尔体积的测定讲解
6、加强实验探究设计的考核 06-26（A）
定 量 实 验
某课外兴趣小组为了探究铁与硫在隔绝空气的条件下反应所得固体M的 成分，设计了如右图装置。倾斜A使稀硫酸(足量)与固体M充分反应， 待反应停止后，B装置增重，C装置中溶液无变化，反应后进入量气 管气体的体积为VmL（已折算成标准状况） 由上述实验事实可知： （1）①固体M中一定有的物质是____(填化学式)理由是__________ ②其中一种物质的质量可以确定为______g(用代数式表示)。 （2)B装置的名称是________。 写出B装置中反应的离子方程式 _________。
定 量 实 验
7、读数
当镁带完全反应，读出C 瓶液体的体积，读数估 计至0.2~0.3mL，记录 于表格。
A
B
C
8、抽气
用注射器在A瓶的加料口 抽气，使B瓶中导管内外 液面相平。记录抽出气 体的体积。
定 量 实 验
9、二次实验
再次实验。
A B C
问：液体读数是否就 是H2体积？ V H2 ＝V液－V硫酸+V抽气
五、装置改进
定 量 实 验
洗气瓶应短进长出 ② 实验前应使洗气瓶与 量筒间的导管充满水。 ③ 量筒中导管长度 ④ 读数时应注意的两个 问题： A, 应等系统温度降至室温 B,应上下调节量筒高度， 使量筒与洗气瓶中液 面在同一高度。
①
（06全国Ⅰ－28．）
在呼吸面具和潜水艇中可用过氧化钠作为供氧剂。请选用适当 的化学试剂和实验用品，用上图中的实验装置进行实验，证明过 氧化钠可作供氧剂。
定 量 实 验
（3）通过途径Ⅱ实现用粗制氧化铜制取胆矾， 必须进行的实验操作步骤：酸溶、加热通氧 气、过滤、 、冷却结晶、 、自然 干燥 （4）由粗制氧化铜通过两种途径制取胆矾， 与途径Ⅰ相比，途径Ⅱ有明显的两个优点 是： 、 （5）在测定所得胆矾（CuSO4· xH2O）中结晶 水x值的实验过程中：称量操作至少进行 次 （6）若测定结果x值偏高，可能的原因是 a 加热温度过高 b 胆矾晶体的颗粒较大 c 加热后放在空气中冷却d 胆矾晶体部分风化
测定1摩尔气体体积
1mol任何气体的体积在同温、同压下是相 同的，在标准状况下（0℃、101kPa）时约为 22.4L。
一．测定1mol气体体积的方法 方法1： 取一定体积的气体→ 称其质量→根据其摩尔质 量→换算出1molH2的体积
方法2： 化学反应→H2→计算其质量，测定其体积→换 算出1molH2的体积
⑶用橡皮塞塞紧A瓶加料口，气密性检查。当橡 皮塞塞紧时，B瓶内导管中的液面会上升，上升 液柱在1min内不下降，确认装置气密性良好。
2．实验过程： ⑴装配好化学反应气体体积测定仪，作气密性检 查。⑵用砂皮擦去镁带表面的氧化物，然后称取 0.100g~0.110g的镁带，把数据记录于表格。⑶取 下A瓶加料口的橡皮塞， 用小烧杯加入20ml水， 再把已称量的镁带加 到A瓶的底部，用橡皮 塞塞紧加料口。
二．如何测量化学反应中生成气体的体积
仪器——化学反应气体体积测定仪
三．“测量1mol氢气的体积”实验步骤 1．化学反应气体体积测定仪的装配 ⑴向B瓶内加入品红溶液至刻度线，盖上瓶塞； ⑵把A瓶固定在底座左边位置上，把C瓶即液体 量瓶固定在底座右边位置上，用螺旋调节高低， 用胶管把A瓶、B瓶和C瓶紧密连接；
进行平行实验。
实验记录：温度
。实 m(Mg)/ 硫酸 Nhomakorabea验g
体积
次
ml
数
1 0.100 10.0 2 0.115 10.0
液体 量瓶 中液 体体 积ml
110.0
121.0
抽出 气体 体积
ml
6.5 8.0
氢气 体积
ml
X1 X2
计算
1mol 氢体 积L
⑷用注射器从A瓶加料口处抽气，使B瓶导管内 液面和导管外液面持平。注射器拔出时要注意捏 住针头拔出。⑸用注射器吸取10mL 3mol/L硫酸， 用针头扎进A瓶加料口橡皮塞，将硫酸注入A瓶， 注入后迅速拔出针头。 观察现象，记录气 体温度（用于计 算测定理论值）。
实验方法总结气体的摩尔质量与摩尔体积的测定
实验方法总结气体的摩尔质量与摩尔体积的测定实验目的：本实验旨在通过测定气体的摩尔质量和摩尔体积，了解气体分子的质量以及分子与体积之间的关系。
通过实验的方法，可以得出气体分子的摩尔质量和摩尔体积的数值，并加深对气体分子性质的认识。
实验原理：实验中通常采用大气压力下的气体来进行测定，由于气体分子间的距离较大，可以近似看作点状物体。
当温度和压力不变时，气体的体积与摩尔数成正比，即摩尔体积与摩尔质量成反比。
实验仪器和药品：1. 容量瓶：用于装载气体样品。
2. 水浴：用于控制实验温度。
3. 天平：用于测量实验所需物质的质量。
4. 气体收集针管：用于收集气体样品。
5. 导管：用于连接不同仪器和容器。
6. 磁力搅拌器：用于搅拌溶液。
实验步骤：1. 实验准备：a. 准备好所需仪器和药品，并进行清洗。
b. 校正天平的零点，确保准确测量物质的质量。
c. 校正容量瓶的刻度，确保准确测量气体的体积。
2. 摩尔质量的测定：a. 将容量瓶放入水浴中，使其温度保持恒定。
b. 称取一定质量的固体样品，放入容量瓶中，并记录下质量。
c. 密封容量瓶，并将其与水浴和收集针管相连。
d. 开始加热容量瓶，使固体转化为气体，并通过收集针管收集气体样品。
e. 待气体样品完全收集后，关闭吸气阀，将收集针管与大气相连，使气体压力恢复到大气压。
f. 使用天平测量容量瓶的质量变化，并记录下来。
3. 摩尔体积的测定：a. 将装有气体样品的容量瓶从水浴中取出，使其回到室温。
b. 用导管将收集针管中的气体样品移至干燥的空气中，并用烧杯接住移出的气体。
c. 使用水平法或饱和法测量气体样品的体积，并记录下来。
4. 数据分析与计算：a. 根据实验结果计算出气体的摩尔质量和摩尔体积。
b. 构建摩尔质量和摩尔体积的关系图，在此基础上讨论气体分子的质量与体积之间的关系。
实验结果与讨论：通过实验测定，可以得出气体的摩尔质量和摩尔体积的数值，并进一步探讨气体分子间质量与体积的关系。
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4、镁带表面氧化镁没有擦除或没有除尽 V(H2O)偏低——Vm偏低； 5、液体量瓶刻度读数未扣去硫酸的体积 V(H2O)偏高——Vm偏高； 6、硫酸的量不足，镁带没有完全反应 V(H2O)偏低——Vm偏低 7、称量好镁带后用砂纸擦表面的氧化膜 V(H2O)偏低——Vm偏低； 8、没有冷却到室温读数 V(H2O)偏高——Vm偏高。
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23.7 23.7 23.8 23.9 24.0 24.1 24.1 24.2 24.3 24.4 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34
24.5 24.6 24.6 24.7 24.8 24.9 25.0 25.0 25.1 25.2
六、实验误差的来源及处理办法
某学生在20℃ 、101kPa时测得0.86g氢气的 体积为10.3L。试通过计算分析这位同学的实 验结果是否合理(误差在±2%范围内均可看作 合理)。
0.36%<2%，合理
通过实验，试讨论如何尽可能减小实验误差？
1、尽可能擦尽镁带表面的氧化层 2、装置不漏气 3、产生的氢气得到全部计量 4、读数准确等等。 该实验中保证实验准确性的关键操作是： 准确称量镁条质量，准确读出气体体积
5．在气体发生装置出气口处拆下胶管，使气体发生 装置倾斜，取下加料口橡皮塞，用小烧杯加入约 20mL水于气体发生器（目的是降低反应时硫酸的浓 度），再把已称量的镁带加入气体发生装置底部， 用橡皮塞塞紧加料口。 6、用注射器在气体发生装置加料口抽气，使储气瓶 导管内液面和导管外液面持平，然后拔出注射器。 7、用注射器吸取10mL 3mol/L硫酸，用针头扎进气 体发生装置加料口橡皮塞，将硫酸注如气体发生装 置，注入后迅速拔出针头观察现象，记录气体温度。 （用于计算测定理论值）
0℃、 1.01×105 Pa
因为Vm的大小与温度和 压强有关。
结论
对象：任何气体
物质的量：1mol
体积约为22.4L
22.4L
(标准状况）
标准状况下的气体 摩尔体积示意图
气体摩尔体积
V = Vm × n
气体体积 物质的量
二、测定原理及方法
（一）原理 测定一定质量氢气的体积，再依据氢气 的摩尔质量计算。计算式为：
第一节 气体摩尔体积的测定
一、气体摩尔体积
概念：单位物质的量(1mol)气体所占的体积
叫做气体摩尔体积。 • 符号: Vm ≈22.4L/mol （标况下） • 单位: L/mol (L· mol-1) 和 m3/mol 。
标准状况下，1mol 任何气体的 体积都约是22.4L 。
理解要点:
条件：标准状况(STP)
五. 数据处理：
温度________,压强__________。
实验次数 镁条质量 （g） 硫酸体积 （mL） 液体量瓶 抽出气体 氢气体积 中液体体 体积（mL）（L） 积（mL） 计算1mol 氢气体积 （ L）
1 2
101KPa时，不同温度下1mol氢气的体积：
温度℃
氢气体积（L） 温度℃ 氢气体积（L）Leabharlann m 三、测定气体摩尔体积的装置
气体发生装置 气体收集装置
量体积装置
1、气体发生装置：
2、气体收集装置： 排水集气；
（储液瓶）
3、量体积装置：
测量排出水的体积。 （液体量瓶）
4．把选用的装置连接起来。
四、操作步骤
1．记录实验时室内温度和压强； 为什么要记录测定环境的温度？ 2．向储液瓶中加入品红溶液，至刻度线，塞上瓶塞 目的是什么？ 3．装配好化学反应气体体积测定仪,作气密性检查 如何检查装置的气密性？ 检查方法是：在气体发生装置中加入水,用手 捂住气体发生装置,片刻后看到储液瓶中导管 的液面高于储液瓶中液体的液面。 4．用砂纸擦去镁带表面氧化膜，精确测量镁条 的质量，把数值记录于表格 镁条的质量可任意称量吗？ 常温下：0.098~0.118 g
六、实验误差分析
V(H2O) Vm＝—————M(镁) m(镁)
V(H2O)-V(H2SO4)+V(注射器) Vm＝———————————————— ×M(镁) m(镁)
以下情况是否会造成实验误差。为什么？ 1、镁带中含有与硫酸不反应的杂质； V(H2O)减小，即： Vm偏低； 2、镁带中含有铝杂质； V(H2O)增大， Vm偏高； 3、没有进行装置的气密性检查，有漏气 V(H2O)偏低——Vm偏低；
Vm
VH 2 ( L) nH 2 (m ol)
VH 2 ( L) mH 2 ( g ) M H 2 ( g / m ol)
思考:
1.用氢气有什么优点？
无需加热 难溶于水 ， 所以实验误差小 2.直接称量氢气的质量，操作上方便吗？怎么办？ 3.直接测量氢气的体积，操作上方便吗？怎么办？
转化 直接测量 （氢气的质量 （氢气的体积 间接测量 镁带的质量） 水的体积）
（二） 测定方法 以1molH2体积测定为例，用镁和足量的稀 硫酸反应，用镁的质量计算氢气的物质的 量。产生的氢气将品红溶液压入液体量瓶， 量出体积，即气体体积。因为：
nH
2
m Mg (g )
M Mg (g / mol)
VH 2 ( L) mMg ( g ) M Mg ( g / m ol) VH 2 ( L) mMg ( g ) M Mg ( g / m ol)
8．镁条反应完后再静置3~5分钟，使容器内的温度冷却到室 温，记录于表格
9．读出液体量瓶内气体的体积数 液体量瓶内得到的是氢气的体积吗？ 如何得到氢气的体积？ 储液瓶中没有 排出的气体的量 10．用注射器在加料口处抽气，使储气瓶中导管内外液面持平 记录抽出气体的体积，把数据记录在于表格。
2 2 4 ×M(镁) 修正计算公式： Vm＝————————————————
1、系统误差 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 系统误差有专门的方法来处理 2、偶然误差
来源于测定时的某些偶然因素 如测定时，环境温度的变化
偶然误差可用多次平行实验求平均值来减小 3、过失误差 操作失误所引起的误差，或叫测量错误
如液体的读数偏差、装置漏气 由测定人的正确操作来消除。
V(H O)-V(H SO )+V(注射器) m(镁)
11．再做一次，取两次的平均值
12．计算，做好记录
13．误差分析
实验注意事项：
本装置气体体积的计量范围是110~130mL（扣除 10mL H2SO4，仅100~120mL)，气体体积与温度 有很大关系，教材中镁带的用量为0.12~0.14克， 是在室温10℃以下的取值范围。实际测定时，反 应温度高于室温，膨胀流出的品红溶液不会因冷 却而回流，故镁带尽量取下限。室温高于10℃， 镁带用量还要减小，如25℃，镁带取值在0.10克 ~0.12克。