Question

14．气体的密度容易受温度和压强的影响．热爱科学的小欣学习了实验室制氧气的方法后，想测量常温、常压下新制的氧气的密度，小欣的科学老师告诉她：在化学反应中，参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和，即质量守恒．小欣在老师的指导下进行了如下实验：
步骤一：检查发生装置的气密性．
步骤二：往烧瓶中装入适量的二氧化锰粉末．关闭分液漏斗的活塞，并将适量的过氧化氢溶液倒入分液漏斗中，测出发生装置的总质量为m₁克．
步骤三：取一个集气瓶，用记号笔在适当位置做标记，将水注入集气瓶到标记处，用量筒测出这些水的体积为V₀ 毫升．再将集气瓶灌满水倒扣在水槽中等待收集．
步骤四：打开活塞，滴入过氧化氢溶液，同时开始收集气体．调节集气瓶在水中的上下位置，当集气瓶内、外的液面相平且刚好达到标记处时（如图所示），暂停反应．
步骤五：重复步骤四，再收集9瓶气体．
步骤六：称出反应后发生装置的总质量为m₂克．
（1）小欣通过该实验，测得氧气的密度是$\frac{{m}_{1}-{m}_{2}}{10{V}_{0}}$g/mL．
（2）步骤四中，控制集气瓶内、外液面保持相平的目的是使集气瓶内的气压与外界大气压保持相等，以收集到常压下的氧气．
（3）如果实验中装置气密性不良，将对测得的密度值有何影响？请说明理由：偏大；收集一定体积氧气时，由于部分氧气泄漏导致消耗的过氧化氢质量增加，使测得氧气的质量偏大，所以密度偏大．

Answer 1

分析 （1）本题中共收集了10瓶氧气，因此总体积是10V₀，已知总质量和总体积，根据密度公式得到氧气密度；
（2）步骤四中，控制集气瓶内、外液而保持相平的目的是：使集气瓶内的气压与外界大气压保持相等，以收集到常压下的氧气；
（3）如果实验中装置气密性不好，测得的氧气的密度会偏大；收集一定体积氧气时，由于部分氧气泄漏导致消耗的过氧化氢质量增加，使测得氧气的质量偏大．

解答 解：（1）本题中共收集了10瓶氧气，因此总体积是10V₀，总质量是m₁-m₂，
所以氧气密度是ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{{m}_{1}-{m}_{2}}{10{V}_{0}}$；
（2）步骤四中，控制集气瓶内、外液而保持相平的目的是：使集气瓶内的气压与外界大气压保持相等，以收集到常压下的氧气；
（3）如果实验中装置气密性不好，测得的氧气的密度会偏大．因为收集一定体积氧气时，由于部分氧气泄漏导致消耗的过氧化氢质量增加，使测得氧气的质量偏大．
故答案为：（1）$\frac{{m}_{1}-{m}_{2}}{10{V}_{0}}$；（2）使集气瓶内的气压与外界大气压保持相等，以收集到常压下的氧气；
（3）偏大；收集一定体积氧气时，由于部分氧气泄漏导致消耗的过氧化氢质量增加，使测得氧气的质量偏大，所以密度偏大．

点评 实验探究题是近几年中考的热点之一，它包括实验方法和过程的探究，实验结论和实验规律的探究等．本题通过实验资料和实验分析，得到了氧气的密度，属于结论性探究．同学们要具体分析，综合掌握．