Question

【題目】某同學(xué)設(shè)計(jì)了利用氯酸鉀分解制O2測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體摩爾體積的探究實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)步驟如下:①連接好實(shí)驗(yàn)裝置,檢查裝置的氣密性。②把適量的氯酸鉀粉末和少量二氧化錳粉末混合均勻,放入干燥的試管中,準(zhǔn)確稱(chēng)量試管和藥品的總質(zhì)量為15.95g。③加熱,開(kāi)始反應(yīng),直到不再有氣體產(chǎn)生為止。④測(cè)量排入量筒中水的體積為285.0mL,換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下氧氣的體積為279.7mL。⑤準(zhǔn)確稱(chēng)量試管和殘留物的質(zhì)量為15.55g。根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)過(guò)程,回答下列問(wèn)題。

（1）如何檢查裝置的氣密性?________。

（2）以下是測(cè)量收集到的氣體體積必須包括的幾個(gè)步驟:①使試管和廣口瓶?jī)?nèi)氣體都冷卻至室溫;②_____;③讀取量筒內(nèi)液體的體積。進(jìn)行③的實(shí)驗(yàn)操作時(shí),若仰視讀數(shù),則讀取氧氣的體積__ (填“偏大”“偏小”或“無(wú)影響”)。

（3）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生氧氣的物質(zhì)的量是______mol；實(shí)驗(yàn)測(cè)得標(biāo)準(zhǔn)狀況下氧氣的摩爾體積是__ (保留小數(shù)點(diǎn)后兩位)。

Answer 1

【答案】往廣口瓶中注滿(mǎn)水,塞緊橡膠塞,按裝置圖連接好裝置,用手將試管底部捂熱,若觀察到廣口瓶中長(zhǎng)玻璃管內(nèi)液面上升,松開(kāi)手后,過(guò)一會(huì)兒長(zhǎng)玻璃管內(nèi)的液面下降,則證明該裝置不漏氣 調(diào)整量筒的高度使廣口瓶和量筒內(nèi)的液面高度相同 偏小 0.0125 22.38 L·mol-1

【解析】

(1)裝置氣密性檢驗(yàn)的原理是:通過(guò)氣體發(fā)生器與附設(shè)的液體構(gòu)成封閉體系，根據(jù)改變體系內(nèi)壓強(qiáng)時(shí)產(chǎn)生的現(xiàn)象(如氣泡的生成、水柱的形成、液面的升降等)來(lái)判斷裝置氣密性；

(2)要準(zhǔn)確測(cè)量氣體體積必須保持量筒內(nèi)外氣體的溫度和壓強(qiáng)相等，因此在讀取量筒內(nèi)氣體的體積之前，應(yīng)使試管和量筒內(nèi)的氣體都冷卻至室溫，再調(diào)節(jié)量筒內(nèi)外液面高度使之相同；仰視讀數(shù)偏小；

(3)試管和藥品在實(shí)驗(yàn)前后的質(zhì)量差即為生成的氧氣的質(zhì)量，根據(jù)氣體摩爾體n=V/Vm計(jì)算。

(1)裝置氣密性檢驗(yàn)的原理是:通過(guò)氣體發(fā)生器與附設(shè)的液體構(gòu)成封閉體系，根據(jù)改變體系內(nèi)壓強(qiáng)時(shí)產(chǎn)生的現(xiàn)象(如氣泡的生成、水柱的形成、液面的升降等)來(lái)判斷裝置氣密性：加熱高錳酸鉀制取氧氣時(shí)的檢驗(yàn)裝置氣密性的方法為：往廣口瓶中注滿(mǎn)水，塞緊橡皮塞，按裝置圖連接好裝置，用手將試管底部捂熱，若觀察到廣口瓶中長(zhǎng)玻璃管內(nèi)液面上升，松開(kāi)手后,過(guò)一會(huì)長(zhǎng)玻璃管內(nèi)的液面下降，則證明該裝置不漏氣；

故答案是：往廣口瓶中注滿(mǎn)水，塞緊橡膠塞，按裝置圖連接好裝置，用手將試管底部捂熱，若觀察到廣口瓶中長(zhǎng)玻璃管內(nèi)液面上升，松開(kāi)手后,過(guò)一會(huì)兒長(zhǎng)玻璃管內(nèi)的液面下降，則證明該裝置不漏氣；

(2)因?yàn)榕懦龅臍怏w是需要用排出的水的體積衡量的，而反應(yīng)前后的量筒溫度是不同的，因此反應(yīng)終止應(yīng)該先停止加熱，待體系恢復(fù)到室溫時(shí)，才取出導(dǎo)管；這一步操作跟通常的實(shí)驗(yàn)不同，所以停止加熱時(shí)導(dǎo)管的出口要高于量筒內(nèi)的液面，此時(shí)即使不取出導(dǎo)管而停止加熱，也不會(huì)造成水的倒吸；停止加熱、回到室溫后，將量筒下移以調(diào)節(jié)量筒內(nèi)的液面與水槽一致，此時(shí)量筒內(nèi)氣體壓強(qiáng)也為大氣壓，讀數(shù)才是正確的；所以操作順序?yàn)?/span>:①使氣體都冷卻至室溫；②調(diào)整量筒內(nèi)外液面高度使之相同；③讀取量筒內(nèi)氣體的體積；根據(jù)量筒的結(jié)構(gòu)可知，仰視讀數(shù)使得讀數(shù)偏小；

故答案是: 調(diào)整量筒的高度使廣口瓶和量筒內(nèi)的液面高度相同；偏��；

(3)生成的氧氣的質(zhì)量m=15.95-15.55=0.4g，氧氣物質(zhì)的量n=m/M=0.4/32=0.0125mol；氧氣的體積V=279.7mL=0.2797L，則氣體摩爾體積Vm=V/n=0.2797L/0.0125mol=22.38 L·mol-1；

故答案是: 0.0125； 22.38L·mol-1。