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2019 2020 年滬科版化學(xué)高二上 10 1 測定 1mol 氣體的體積 實(shí) 驗(yàn)報(bào)告 我們知道 1mol 任何氣體的體積在同溫 同壓下是相同的 在 0 101 3kP 時(shí)約為 22 4L 而 1mol 氣 體的質(zhì)量各不相同 要測定 1mol 氣體的體積 如取氫氣作試樣 則要測定 2 016g 氫氣 氫的摩爾質(zhì)量為 1 008g mol 所占 的體積 如取二氧化碳作試樣 則是測定 44 0g 二氧化碳所占的體積 測定 1mol 氣體體積的方法 化學(xué)實(shí)驗(yàn)室中 可以直接取一定體積 V 的某種氣體 稱出它的質(zhì)量 m 或稱取一定質(zhì)量 m 的 某種氣體 量出它的體積 V 再根據(jù)這種氣體的摩爾質(zhì)量 計(jì)算出 1mol 氣體的體積 然而 直接測定氣體的體積和質(zhì)量 操作上比較繁復(fù) 我們可以設(shè)想能否用稱量固體的質(zhì)量 量出液體的 體積 間接地得到氣體的質(zhì)量和體積 氣體摩爾體積測定裝置 如圖 由三部分組成 左邊是氣體發(fā)生器 中間是儲(chǔ)液瓶 右邊是液體量瓶 儲(chǔ) 液瓶上的刻度線標(biāo)明了容積約 200mL 的位置 液體量瓶的容積約 130mL 量瓶瓶頸上有 110 130mL 刻 度線 可正確讀出進(jìn)入量瓶的液體的體積 全部裝置固定在專用底座上 底座放置氣體發(fā)生器 液體量瓶 的位置下有螺旋 能作高低的微調(diào) 如要測定 1mol 氫氣的體積 則取一定質(zhì)量的鎂帶跟稀硫酸在氣體發(fā)生器中完全反應(yīng) 產(chǎn)生的氫氣把儲(chǔ)液 瓶中液體 品紅溶液 壓入液體量瓶 讀出液體數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成氫氣的體積 進(jìn)行計(jì)算推算出實(shí)驗(yàn)溫度時(shí) 1m ol 氫氣的體積 實(shí)驗(yàn)步驟 1 記錄實(shí)驗(yàn)室的溫度和壓強(qiáng) 2 裝配好氣體摩爾體積測定裝置 做好氣密性檢查 3 用砂皮擦去鎂帶表面的氧化物 然后稱取 0 120 0 140g 鎂帶 精確至 0 001g 把準(zhǔn)確數(shù)值 記錄于表格 4 將鎂帶用紙舟投入到氣體發(fā)生器的底部 用橡皮塞塞緊 注意 不要使鎂帶貼附在瓶壁上 5 用針筒吸取 10mL 2mol L H2SO4 溶液 用針頭扎進(jìn)橡皮塞 將硫酸注入氣體發(fā)生器 注如后 要迅速拔出針筒 注意要捏住針頭拔出 不要使針頭和針筒脫離 觀察現(xiàn)象 6 當(dāng)鎂條完全反應(yīng)后 讀出液體量瓶中液體的體積 讀數(shù)估計(jì)至 0 25mL 記錄于表格 思考 液體量瓶的讀數(shù)是否就是氫氣的體積 計(jì)算后的氫氣體積填入表格 重復(fù)上述操作進(jìn)行第二次實(shí)驗(yàn) 并做計(jì)算 實(shí)驗(yàn)記錄 溫度 壓強(qiáng) 實(shí)驗(yàn) 次數(shù) 鎂帶質(zhì)量 g 硫酸體積 mL 液體量瓶中液體體積 mL 氫氣體積 mL 計(jì)算 1mol 氫氣體積 mL 1 2 兩次實(shí)驗(yàn)平均值 實(shí)驗(yàn)溫度下 1mol 氫氣體積的理論值 由教師提供 常溫下 1mol 氣體體積的理論值的確定方法 先從有關(guān)手冊上查出氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的密度 如下表 標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體的密度 g L H2 O2 CO2 Cl2 0 0899 1 43 1 96 3 17 用密度計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)狀況下 1mol 氣體的體積 然后根據(jù)以下公式 換算成某溫度 壓強(qiáng)下的體積 即理論 值 例如 氫氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下密度為 0 0899g L 標(biāo)準(zhǔn)狀況下 1mol 氫氣的體積 2 016 0 0899 22 42 L 25 101 3kP 時(shí) 1mol 氫氣的體積 22 42 實(shí)驗(yàn)誤差的原因分析 任何定量測定的方法 得到的數(shù)據(jù)都有一定的精確范圍 或者說存在一定的誤差 我們的測定結(jié)果如果與理論值偏差很大 那就應(yīng)在實(shí)驗(yàn)裝置 所用試劑的純度以及操作上尋找原因 例如 裝置漏氣會(huì)造成氫氣體積減少 使測定結(jié)果偏小 誤差為負(fù)值 又如反應(yīng)放熱 氫氣的溫度高于室溫 而體積增大 使結(jié)果偏大 誤差為正值 通過分析可以知道 實(shí)驗(yàn)誤差有的來自于儀器裝置自身或試劑的品質(zhì) 有的來自于操作的失誤 定量測定 并不是追求絕對(duì)準(zhǔn)確 而是在儀器精度 藥品純度的范圍內(nèi) 誤差也有一個(gè)允許值 本實(shí)驗(yàn)如果操作正確 誤差在 2 范圍內(nèi)均可看作是合理的 系統(tǒng)誤差和偶然誤差 誤差分為兩種 一種來源于儀器裝置和藥品自身的誤差 儀器的精密度高 試劑品質(zhì)好 數(shù)據(jù)的誤差就小 反之 誤差就大 這一種誤差叫系統(tǒng)誤差 另一種是來源于操作失誤的誤差 如液體的讀數(shù)偏差 裝置 漏氣等 這種誤差叫偶然誤差 輕微的失誤降低了儀器的精度 也降低實(shí)驗(yàn) 定量 的價(jià)值 儀器損壞 試劑嚴(yán)重變質(zhì)或操作重大失誤 則 使測定數(shù)據(jù) 定量實(shí)驗(yàn)毫無意義 v