题目内容

【题目】某同学利用氯酸钾分解制氧气的反应,测定氧气的摩尔质量,实验步骤如下:

①把适量的氯酸钾粉末和少量二氧化锰粉末混合均匀,放入干燥的试管中,准确称量,质量为a g。

②装好实验装置。

③检查装置气密性。

④加热,开始反应,直到产生一定量的气体。

⑤停止加热(如图所示,导管出口高于液面)。

⑥测量收集到的气体的体积。

⑦准确称量试管和残留物的质量为b g。

⑧测量实验室的温度。

⑨把残留物倒入指定的容器中,洗净仪器,放回原处,把实验桌面收拾干净。

⑩处理实验数据,求出氧气的摩尔质量。

回答下列问题:

(1)如何检查装置的气密性 ____________________________________________。

(2)以下是测量收集到的气体体积必须包括的几个步骤:①调整量筒内外液面高度使之相同;②使试管和量筒内的气体都冷却至室温;③读取量筒内气体的体积。这三步操作的正确顺序是__________(请填写步骤代号)。

(3)测量收集到的气体体积时,如何使量筒内外液面的高度相同?________________。

(4)如果实验中得到的氧气体积是c L(25 ℃、1.01×105 Pa),水蒸气的影响忽略不计,氧气的摩尔质量的计算式为(含a、b、c,不必化简)M(O2)=_____________________。

【答案】将导管的出口浸入水槽的水中,手握住试管,有气泡从导管口逸出,放开手后,有少量水进入导管,表明装置不漏气 ②①③ 慢慢将量筒下移

【解析】

(1)检查气密性的方法:将导管的出口放入水中,用手紧握试管,观察水中的导管口是否有气泡冒出;

(2)要准确测量气体体积必须保持量筒内外气体的温度和压强相等,因此在读取量筒内气体的体积之前,应使试管和量筒内的气体都冷却至室温;再调节量筒内外液面高度使之相同;

(3)观察装置图可知,量筒内液面高于水槽液面,只要将量筒慢慢下移即可.从气体的热胀冷缩和读量筒中气体体积的方法两方面进行分析;

(4)利用恒压下的气体公式求得气体的物质的量和摩尔质量。

(1)检验装置的气密性时,将导管的出口浸入水槽的水中,手握住试管,有气泡从导管口逸出,放开手后,有少量水进入导管,表明装置不漏气;

(2)因为排出的气体是需要用排出的水的体积衡量的,而反应前后的量筒温度是不同的,因此,反应终止应该先停止加热,待体系恢复到室温时,才取出导管,这一步操作跟通常的实验不同,所以停止加热时导管的出口要高于量筒内的液面,此时即使不取出导管而停止加热,也不会造成水的倒吸;停止加热、回到室温后,将量筒下移以调节量筒内的液面与水槽一致,此时量筒内气体压强也为大气压,读数才是正确的;所以正确的操作顺序为:②使气体都冷却至室温;①调整量筒内外液面高度使之相同;③读取量筒内气体的体积;即②①③;

(3)试管和量筒内的气体都冷却后,量筒内的液面一定高于量筒外的液面,慢慢将量筒下移,量筒上方气体体积减小,压强增大,当量筒内气体压强等于外界大气压时,量筒内液面和水槽内液面相平;

(4)由实验可知生成氧气的质量=ag-bg,25℃、1.01×l05Pa时Vm=;n(O2)=;M(O2)==。

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