(雄安容西容兴高级中学 河北雄安 071700)
在很多综合性实验题中,都涉及到气体体积的测定,很多同学对此一知半解,没有清晰的解题思路。下面以7个问题为主线,理清气体体积测定实验的思路。
例题:为测定镁铝合金中铝的含量,设计图1所示的实验:
图1
(具体问题略)
问题1:测量气体体积的目的是什么?
通过测量生成的H2的体积,求得H2的物质的量,然后求得Al的物质的量,就能得到铝的含量。所以测量体积的目的是求得气体的物质的量。
问题2:测得了气体体积就能知道该气体的物质的量吗?
通过体积求得物质的量有两个方法:
方法1:n = (Vm为某温度和压强下的气体摩尔体积)
方法2:pV = nRT推得n =
不管用哪种方法,仅知道气体的体积都不能求得物质的量,需要同时知道温度T、压强p和体积V才能求得物质的量n。
问题3:如何测量收集气体的温度?
我们不能将温度计插入所收集的气体中测量温度,所以就冷却到室温之后,测量实验室温度就是所收集气体的温度。
问题4:如何测量收集气体的压强?
同样不能直接测量所收集气体的压强,通过调节C管的高度,使B、C中液面相平,根据连通器原理,当两侧液面相平时,B中压强等于外界大气压。
答题模板:
答题模板 | 将收集的气体冷却到室温 | 调节×××与××两侧液面相平 | 视线与×××在同一水平线上 |
目的 | 得到气体温度 | 得到气体压强 | 准确读取气体体积 |
问题5:生成的H2都进入B装置了吗?如果不能都进入B,会造成实验误差吗?
生成的H2肯定没有都进入B中,锥形瓶中残留着大量的H2,但并不会造成误差,因为如果有V mL的H2残留在锥形瓶中,就会有V mL的空气被赶入到B中,所以对所测气体体积不会造成影响。
问题6:如果向锥形瓶中滴水,会收集到气体吗?
如果向锥形瓶中滴加V mL的水,就会有V mL 的空气被赶入到B中,这样就会造成实验误差。当然,向锥形瓶中滴加NaOH溶液与滴加水一样,会造成误差,但因为相比于生成气体的体积,溶液的体积可以忽略不计,所以有时忽略该误差。
问题7:图2中导管a的作用是什么?
图2
导管a有两个作用,第一个是平衡压强,使分液漏斗中的液体顺利滴落。第二个作用就是避免所加NaOH溶液体积对气体体积测定的干扰。
有导管a存在,当滴加V mL NaOH溶液时,就会有V mL 空气通过导管a进入到分液漏斗中,不会向B中排气,也就不会引起实验误差。
邢台市“十三五”规划课题“基于核心素养的高中课堂教学策略研究”[课题编号:2001190]研究成果
[*] 邢台市“十三五”规划课题“基于核心素养的高中课堂教学策略研究”[课题编号:2001190]研究成果