测定1mol气体的体积

测定1mol气体的体积
• 五、实验步骤 【准备部分】 1、记录实验室的温度和压强 2、装配实验装置，做好气密性检查
测定1mol气体的体积
• 【实验部分】
1、连接装置，气密性检查 ——当A瓶连接好装置 然后塞上瓶塞，储液瓶 （B瓶）内导管中液面会 上升，观察上升液面在1 分钟内无明显下降，可以 确认装置气密性合格。
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• 【实验部分】
4、调整装置压强—第1 次用注射器 ——用注射器从A瓶加 料口处吸出空气，当B瓶 中内管液面和外管液面 持平时，可以确认装置 内外压强基本一致，反 应位于起始状态。
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• 【实验部分】 5、加a mL硫酸——第2次用注射器 ——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 针头，排出多余硫酸，移到A瓶加料口上方，左 手握A瓶颈右手将注射器针头迅速拔出注射器。
10.1测定1mol气体的体积
探究活动：
设计测定1摩尔气体体积的实验装置
以1molH2体积测定为例，用镁和足量的稀硫酸反应， 并测定H2的摩尔体积。
想一想：
气体摩尔体积的测定装置应该有几部分组成？
解析： 气体的发生装置 气体收集装置 量体积装置
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探究活动：
• 以1molH2体积测定为例，用镁和足量的稀硫酸反 应，并测定H2的摩尔体积。
• 方案1
缺点： 量筒不能收集 气体，并且收 集后测出体积 不准确。
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方案展示：
介绍：用镁跟足量的稀硫酸反应制得H2，并通入短 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。
• 方案2
注意：
量筒中液体体积 减去注入硫酸的 体积才是生成的 气体体积。
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• 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， 测出产生氢气的体积，从而计算出该温度下1mol氢气 的体积。
• 二、测定方法
（1）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。
• 三、计算公式
V ( H 2 ) V ( H 2 ) V ( H 2 ) V ( H 2 ) M ( Mg ) Vm n( H 2 ) n( Mg ) m( Mg ) m( Mg )
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• 【实验部分】 8．再做一次，取两次的平均值
重复测量时，要确保两次量之间的差异符合实 验要求（按分析化学要求，两次所测量之间的 差异不超过0.5%）。
9．计算，做好记录 10．误差分析
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• 六、注意事项
• 1、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0.001g） • 2、装配装置时：连接C瓶和B瓶时要严格 按照要求左右移动C瓶来操作 • 3、加料时，第一次加入10mL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，可用水来冲。
V(排)偏低——Vm偏低；
V(排)偏高——Vm偏高；
V(排)偏低——Vm偏低
V(排)偏高——Vm偏高。
V(H2O)-V(H2SO4)+V(注射器) Vm＝————————————————×M(镁) m(镁)
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)。
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• 六、注意事项
• 4、反应开始前：要用橡皮筋固定B瓶的玻 璃塞——以防气压过大冲出 • 5、反应开始前一定要调整整个装置的气 压和外压一致 • 6、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
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• 六、注意事项
• 7、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 • 8、针筒读数时要看平端所对的刻度 • 9、复原时用水冲洗气体发生器是为了降 温，将其恢复到室温
V V VM Vm m n m M
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问题3：
• 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？ • 答案：将气体的量转化为测定固态或液态的量
2．方法 直接测量 （氢气的质量
氢气的体积
转化
间接测量 镁带的质量）
转化
转化
？
直接测量氢气的体积比较难，怎么办？
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• 四、气体摩尔体积测定装置
1、气体发生装置： 气体发生器——带支管的锥形瓶 （加料口、橡皮塞） 2、排液装置： 储液瓶——带有玻璃瓶塞和伸至 瓶底的导液管；瓶上刻度线标明 容积约200ml的位置 3、量液装置： 液体量瓶——量瓶瓶颈上有 110—130mL刻度线（可正确 读出进入量瓶的液体体积）
M ( Mg )
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讨论进行中！
• 讨论内容:
以1molH2体积测定为例，用镁和足 量的稀硫酸反应，设计测定H2的摩 尔体积的实验方案。
——某温度下，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1mol氢气的体积。
• 测定原理
（1）制氢气，用镁的质量计算氢气质量。 • 测定方法 （2）产生氢气用排液法收集、量出体积。
实验误差的来源及处理办法
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。
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• 【实验部分】 2、称量所需镁带 ——用砂皮除去镁带表面氧化层， 称二份所需的量，记录数据。
能否先称量再除去氧化层？
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• 【实验部分】
3、加料（镁带） ——从A瓶出气口处除下胶管，托盘中移 出A瓶，用小烧杯加入20毫升的水，再加 入称量后的镁带，加料口塞上橡胶塞，将A 瓶置于A托盘内，出气口接上胶管。
• 方案4
优点：
针筒可以直 接测出气体 的体积。
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思考：
• 1、在实验过程中我们称镁带的质量，并用镁带的质量 进行计算，对加入的硫酸有什么要求吗？ • 2、气体的体积在测量时应减掉注入稀硫酸的体积，你 如何知道稀硫酸的体积呢？ • 3、无论是用量筒还是用针筒测气体体积，它们都有固 定的最大体积，所以大家在设计实验时还应考虑什么 问题？
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(排)减小，即： Vm偏低；
2、镁带中含有铝杂质；
V(排)增大， Vm偏高；
V(排)偏低——Vm偏低；
3、没有进行装置的气密性检查，有漏气 4、镁带表面氧化镁没有擦除或没有除尽 5、液体量瓶刻度读数未扣去硫酸的体积 6、硫酸的量不足，镁带没有完全反应 7、没有冷却到室温读数
• 计算公式
V ( H 2 ) V ( H 2 ) V ( H 2 ) V ( H 2 ) M ( Mg ) Vm n( H 2 ) n( Mg ) m( Mg ) m( Mg )
M ( Mg )
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方案展示：
介绍：用镁跟足量的稀硫酸反应制得H2， 利用排水法用量筒收集，并量取气体体积。
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方案展示：
介绍：用镁跟足量的稀硫酸反应制得H2，将生成的 氢气用气球收集。气球的体积就是氢气的体积。
• 方案3
缺点：
气球体积难以 准确测定，实 验误差大。
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方案展示：
介绍：用镁跟足量的稀硫酸反应制得H2，将生成的 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。
Mg H 2 SO4 MgSO4 H 2 V ( H 2 ) V ( H 2 ) V ( H 2 ) V ( H 2 ) M ( Mg ) Vm n( H 2 ) n( Mg ) m( Mg ) m( Mg )
M ( Mg )
数据转化 ：测定镁带质量和H2的体积
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• 【实验部分】 6、读数——第3次用注射器 （2）读出b mL体积数，用注 射器从A瓶加料口处抽气，使B 瓶中导管内外液面持平，读出 注射器内气体体积数据b mL。 ——即为B瓶导管内没有排出 的液体量。
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• 【实验部分】 • 6、读数——第3次用注射器 • （3）读出cmL体积数，从C托盘中取出C瓶， 读出液体量cmL。 • 注意：注射器及液体量瓶（C瓶）刻度最小 分度均为0.5mL。及时将a、b、c三个体积读 数记录在案，便于下步计算。
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 的氢气将储液瓶中的品红溶液压入液体量瓶中。
分析: 这套装置 在使用过 程中应注 意哪些问 题？
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• 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试讨论如何尽可能减小实验误差？
北京大学张青莲院士1991年 测 定 的 铟 原 子 量 被 采 用为国际新标准。 张院士长 期 从 事无机 化学 的 教 学 和研究工 作, 治学严谨, 不断创新改 进测量手段, 所测定的 重水密度 值被 国 际 承 认是最佳 值之一.