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知识点二




实验内容是同学们验证猜想,得出结论所需的必要过程;数据处理是对原理公式进行运用;问题讨论是对整个实验的总结和注意事项的思考。

一.实验内容及操作步骤

1. co2气体的制备与净化

co2气体可在启普发生器中由石灰石(主要成分是Caco3)和稀盐酸反应制得(中间需经过净化和干燥处理,最后制得纯净的co2) 。

检查装置气密性,在启普发生器中放入适量的石灰石和6 mol· L-1HCl溶液,打开旋塞,盐酸即从底部上升与石灰石作用,产生co2。在co2发生过程中常伴有H2S、酸雾、水汽等杂质,应依次经过装有1 mol· L-1CuSO4溶液的洗气瓶、装有1 mol·L-1NaHco3溶液的洗气瓶和装有无水CaCl2的干燥管进行净化和干燥,最后经导管导出洁净干燥的co2

2. co2相对分子质量的测定

取一个洁净而干燥的磨口玻璃瓶,塞紧玻璃磨口塞。在电子天平上称量空气+瓶+塞的质量m1(准确至0.001g)。

在启普发生器中产生的co2气体,经过净化、干燥后导入上述锥形瓶中。由于co2的密度大于空气,应将导管插入锥形瓶底,才能把瓶内的空气赶尽。等4~5 min后,用一根点燃的火柴检验co2是否收集满。收集满后,轻轻取出导气管,塞紧玻璃磨口塞,在电子天平上称量co2+瓶+塞的质量m2(准确至0.001 g),重复通入co2气体和称量操作,直到前后两次称量的质量m2相符为止(两次质量相差不超过2 mg)。

最后在瓶内装满水,塞紧塞子,在托盘天平上称量水+瓶+塞的质量m3(准确至0.1 g)。

二.数据处理 

室温T____________K

气压p____________Pa

空气+瓶+塞的质量m1(准确至0.001 g)= ____________g

第一次(co2+瓶+塞)的质量(准确至0.001 g)=____________g

第二次(co2+瓶+塞)的质量(准确至0.001 g)= ____________g

co2+瓶+塞的质量m2(准确至0.001 g)=____________g

水+瓶+塞的质量m3(准确至0.1 g)=____________g

锥形瓶的容积V=(m3-m1)/ρ水=____________mL

锥形瓶内空气的质量m空气=____________g

锥形瓶内co2的质量mco2=____________g

co2的相对分子质量Mrco2= ____________

相对误差= ____________%

注意:处理数据时,应注意有效数字的取舍。本实验测定结果的相对误差应在±5%以内。

三.问题讨论

1. 导入收集二氧化碳瓶中的导气管为何必须插入瓶底?怎样判断瓶内二氧化碳已收满?

答:因为二氧化碳气体的相对密度大于空气,所以必须把导气管插入瓶底,才能把瓶内的空气赶尽。将燃着的火柴放于锥形瓶口,如果火焰熄灭,证明 co2已充满。

2. 为什么二氧化碳气体+瓶+塞的总质量要在分析天平上称量,而水+瓶+塞的质量可以在台秤上称量?两者的要求有何不同?

答:这是因为二氧化碳气体的质量很小,在台秤上称量会因为精确度低而造成较大的误差,而水的质量相比较就大一些,在台秤上称量也不会造成很大的误差。两者的要求不同就是对精确度要求不同。

3. 哪些物质可用此法测定相对分子质量?哪些不可以?为什么?

答:理论上来说只要比空气重的、容易净化和收集的气体都可以的,比如二氧化碳、氯化氢、氯气、二氧化硫等气体。但像一氧化碳、氢气和氧气等相对分子量比空气小或相差不大的气体,用排空气法收集很难得到纯净的气体,所以不能用相对密度法来测定它们的相对分子质量。

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