内容正文:
第一章 化学常用计量
第一章 化学常用计量
第1轮 化学
素养微课(一) 气体体积的测定
第一章 化学常用计量
第1轮 化学
1.测定原理
气体体积的测定既可通过测量气体排出的液体体积来确定(二者体积值相等),也可直接测量收集气体的体积。
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2.常用方法
(1)直接测量法。如图A、B、C、E均是直接测量气体体积的装置。
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A装置:测量前可先通过调整左右两管的高度使左管(有刻度)充满液体,且两管液面相平。
C装置:直接将一种反应物置于倒置的漏斗中,另一反应物置于水槽中,二者反应产生的气体可以直接测量。
E装置:直接测量固液反应产生气体的体积,注意应恢复至室温后,读取注射器中气体的体积(一般适合滴加液体量比较少的气体体积测量)。
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(2)间接测量法。
D装置:用于测量混合气体中被吸收(或不被吸收)的气体的体积。读数时,球形容器和量气管液面相平,量气管内增加的水的体积等
于被反应管吸收后剩余气体的体积。
解答该量气装置读数时的答题模板:
①将×××恢复至室温; ②调节×××与×××两端液面相平;
③视线与×××在同一水平线上。
F装置:通过测量气体排出的液体体积来确定气体体积。
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1.(2020·天津卷节选)为测定CuSO4溶液的浓度,设计如下方案。回答下列问题:
实验原理:Zn+CuSO4===ZnSO4+Cu,Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑
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实验步骤:
①按上图安装装置(夹持仪器略去)
②……
③在仪器A、B、C、D、E中加入图示的试剂
④调整D、E中两液面相平,使D中液面保持在0或略低于0刻度位置,读数并记录
⑤将CuSO4溶液滴入A中搅拌,反应完成后,再滴加稀硫酸至体系不再有气体产生
⑥待体系恢复到室温,移动E管,保持D、E中两液面相平,读数并记录
⑦处理数据
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检查装置气密性
b
偏高
(1)步骤②为________________。
(2)步骤⑥需保证体系恢复到室温的原因是___(填标号)。
a.反应热受温度影响 b.气体密度受温度影响
c.反应速率受温度影响
(3)Zn粉质量为ag,若测得H2体积为bmL,已知实验条件下ρ(H2)=d g·L-1,
则c(CuSO4) ________________mol·L-1(列出计算表达式)。
(4)若步骤⑥E管液面高于D管,未调液面即读数,则测得c(CuSO4)______(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
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解析:(1)加入药品之前需检查装置的气密性;步骤②为检查装置气密性。(2)步骤⑥保证体系恢复到室温是为了准确测定生成气体的体积。气体的体积受温度影响较大,ρ=,则密度也受温度影响。(3)Zn粉质量为a g,若测得H2体积为b mL,已知实验条件下ρ(H2)=d g·L-1,氢气的质量=ρ(H2)V=db×10-3 g,利用氢气的质量得到氢气的物质的量n== mol,根据Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑,与酸反应的锌的物质的量为 mol,锌的总
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物质的量为,与硫酸铜反应的锌的物质的量为- mol,根据Zn+CuSO4===ZnSO4+Cu,则c(CuSO4)=。(4)若步骤⑥E管液面高于D管,未调液面即读数,得到氢气的体积偏小,与硫酸反应的锌的质量偏小,与硫酸铜反应的锌的质量偏大,则测得c(CuSO4)偏高。
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2.实验室里常用MnO2与浓盐酸反应制备Cl2。制备反应会因盐酸浓度下降而停止。为测定反应残余液中盐酸的浓度,探究小组提出如下实验方案:使残余液中盐酸与足量Zn反应,测量生成的H2体积,装置如图所示(夹持器具已略去)。
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Zn粒
残余清液
装置内气体尚未冷至室温
(1)使Y形管中的残余清液与锌粒反应的正确操作是将_______转移到__________中。
(2)反应完毕,每间隔1分钟读取气体体积,气体体积逐次减小,直至不变。气体体积逐次减小的原因是________________________(排除仪器和实验操作的影响因素)。
解析:如果把残余清液转移到Zn粒中,则Y形管内壁就会附着一些清液;Zn与盐酸反应放热,因此,冷却后气体的体积将缩小。
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3.(2021·山西大同模拟)已知:i.CuCl的盐酸溶液能吸收CO形成Cu(CO)Cl·H2O;ii.保险粉(Na2S2O4)和KOH的混合溶液能吸收氧气。
某同学利用如图所示装置,测定某混合气体中H2、CO、SO2和