气体摩尔体积的测定(研究荟萃)

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理解要点:
因为Vm的大小与温度和 压强有关。
条件：标准状况(STP)
0℃、 1.01×105 Pa
对象：任何气体
结论 体积约为22.4L
物质的量：1mol
22.4L
(标准状况）
标准状况下的气体
行业特选 摩尔体积示意图
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气体摩尔体积
V = Vm× n
气体体积
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物质的量
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二、测定原理及方法
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五. 数据处理：
温度________,压强__________。
实验次数 镁条质量 硫酸体积 液体量瓶
（g）
（mL） 中液体体
积（mL）
抽出气体 氢气体积 体积（mL）（L）
1
计算1mol 氢气体积 （L）
2
101KPa时，不同温度下1mol氢气的体积：
温度℃
15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
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六、实验误差分析
V(H2O) Vm＝—————M(镁)
m(镁)
Vm＝V—(—H2—O—)-—V(—H—2S—O—4)—+—V—(注—射—器—)—×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；
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第一节 气体摩尔体积的测定
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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 。
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
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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。
（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：
Vm VH2 (L) nH2 (mol)
VH2 (L) mH2 (g)
M H2 (g / mol)
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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）
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（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：
n H2
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）
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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
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
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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。
3、没有进行装置的气密性检查，有漏气
V(H2O)偏低——Vm偏低；
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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；
氢气体积（L） 23.7 23.7 23.8 23.9 24.0 24.1 24.1 24.2 24.3 24.4
温度℃
25 26 27 28 29 30 31 32 33 34
氢气体积（L） 24.5 24.6 24.6 24.7 24.8 24.9 25.0 25.0 25.1 25.2
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六、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。
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 10．用注射器在排加出料的口气处体抽的气量，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。 修正计算公式： Vm＝V—(—H2—O—)-—V(—H—2S—O—4)—+—V—(注—射—器—)—×M(镁)
mMg (g) MMg (g / mol)
Vm
VH 2 (L) mMg (g)
VH 2 (L) mMg (g)
•
M
Mg
(g
/
mowk.baidu.com)
M Mg (g / mol)
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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
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1、气体发生装置：
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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）
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4．把选用的装置连接起来。
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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。