Question

【题目】某同学设计了利用氯酸钾分解制O2测定标准状况下气体摩尔体积的探究实验。

实验步骤如下:①连接好实验装置,检查装置的气密性。②把适量的氯酸钾粉末和少量二氧化锰粉末混合均匀,放入干燥的试管中,准确称量试管和药品的总质量为15.95g。③加热,开始反应,直到不再有气体产生为止。④测量排入量筒中水的体积为285.0mL,换算成标准状况下氧气的体积为279.7mL。⑤准确称量试管和残留物的质量为15.55g。根据上述实验过程,回答下列问题。

（1）如何检查装置的气密性?________。

（2）以下是测量收集到的气体体积必须包括的几个步骤:①使试管和广口瓶内气体都冷却至室温;②_____;③读取量筒内液体的体积。进行③的实验操作时,若仰视读数,则读取氧气的体积__ (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。

（3）实验过程中产生氧气的物质的量是______mol；实验测得标准状况下氧气的摩尔体积是__ (保留小数点后两位)。

Answer 1

【答案】往广口瓶中注满水,塞紧橡胶塞,按装置图连接好装置,用手将试管底部捂热,若观察到广口瓶中长玻璃管内液面上升,松开手后,过一会儿长玻璃管内的液面下降,则证明该装置不漏气 调整量筒的高度使广口瓶和量筒内的液面高度相同 偏小 0.0125 22.38 L·mol-1

【解析】

(1)装置气密性检验的原理是:通过气体发生器与附设的液体构成封闭体系，根据改变体系内压强时产生的现象(如气泡的生成、水柱的形成、液面的升降等)来判断装置气密性；

(2)要准确测量气体体积必须保持量筒内外气体的温度和压强相等，因此在读取量筒内气体的体积之前，应使试管和量筒内的气体都冷却至室温，再调节量筒内外液面高度使之相同；仰视读数偏小；

(3)试管和药品在实验前后的质量差即为生成的氧气的质量，根据气体摩尔体n=V/Vm计算。

(1)装置气密性检验的原理是:通过气体发生器与附设的液体构成封闭体系，根据改变体系内压强时产生的现象(如气泡的生成、水柱的形成、液面的升降等)来判断装置气密性：加热高锰酸钾制取氧气时的检验装置气密性的方法为：往广口瓶中注满水，塞紧橡皮塞，按装置图连接好装置，用手将试管底部捂热，若观察到广口瓶中长玻璃管内液面上升，松开手后,过一会长玻璃管内的液面下降，则证明该装置不漏气；

故答案是：往广口瓶中注满水，塞紧橡胶塞，按装置图连接好装置，用手将试管底部捂热，若观察到广口瓶中长玻璃管内液面上升，松开手后,过一会儿长玻璃管内的液面下降，则证明该装置不漏气；

(2)因为排出的气体是需要用排出的水的体积衡量的，而反应前后的量筒温度是不同的，因此反应终止应该先停止加热，待体系恢复到室温时，才取出导管；这一步操作跟通常的实验不同，所以停止加热时导管的出口要高于量筒内的液面，此时即使不取出导管而停止加热，也不会造成水的倒吸；停止加热、回到室温后，将量筒下移以调节量筒内的液面与水槽一致，此时量筒内气体压强也为大气压，读数才是正确的；所以操作顺序为:①使气体都冷却至室温；②调整量筒内外液面高度使之相同；③读取量筒内气体的体积；根据量筒的结构可知，仰视读数使得读数偏小；

故答案是: 调整量筒的高度使广口瓶和量筒内的液面高度相同；偏小；

(3)生成的氧气的质量m=15.95-15.55=0.4g，氧气物质的量n=m/M=0.4/32=0.0125mol；氧气的体积V=279.7mL=0.2797L，则气体摩尔体积Vm=V/n=0.2797L/0.0125mol=22.38 L·mol-1；

故答案是: 0.0125； 22.38L·mol-1。