Question

用气体摩尔体积测定装置测定常温下1mol氧气的体积．
提供试剂：二氧化锰、过氧化氢溶液．供选仪器如图．请回答：

（1）写出制氧气的化学方程式：

 

．
（2）仪器A名称

 

，A中预先盛放的试剂是

 

，用注射器向A中注入的试剂是

 

．
（3）装置连接顺序：1-

 

-

 

-4，装置气密性检查方法是

 

．
（4）仪器C的刻度读数范围是110～130mL，过氧化氢溶液取10mL，则过氧化氢溶液的浓度范围是

 

mol/L．（保留1位小数，室温下1mol氧气的体积取24.0L）．
（5）“在测定实验中，液体量瓶的读数，就是氧气的读数”，这种说法是否正确？为什么？

 

．
（6）现取0.95mol/L的过氧化氢溶液10mL，反应完成后仪器C的读数为122.0mL，为保证储液瓶的导管内外液面相平，又抽出了1mL气体．则室温下1mol氧气的体积的测定值是

 

L．

Answer 1

考点：定量研究的方法,气体摩尔体积

专题：

分析：本题要用气体摩尔体积测定装置测定常温下1mol氧气的体积，故A应为氧气的发生装置，内盛MnO₂和H₂O₂溶液，生成的氧气从1进入B中的3，将B中的水沿2压入C的4中，通过测定排出的水的体积，得生成氧气的体积．
（1）根据所给的试剂来分析；
（2）根据A的结构来分析；根据制备氧气的反应来分析A中预先盛放的试剂和向A中注入的试剂；
（3）根据要通过排出水的体积来测量生成氧气的体积来分析；根据如果气密性良好，则微热气体发生器，储气瓶中导管内液面会上升来分析；
（4）根据仪器C的刻度读数范围是110～130mL，得所得氧气的物质的量范围，根据反应可得H₂O₂的物质的量范围，从而计算出H₂O₂的浓度范围；
（5）加入的H₂O₂会导致所排出的液体的体积增大；在排液之前，B中的导管无溶液，在排液之后，B中的导管中充满溶液，会导致排出的液体的体积偏小；
（6）根据H₂O₂的物质的量，求出生成的氧气的物质的量，然后根据氧气的体积即可求出此状态下的1mol气体的体积．

解答： 解：用气体摩尔体积测定装置测定常温下1mol氧气的体积，故A应为氧气的发生装置，内盛MnO₂和H₂O₂溶液，生成的氧气从1进入B中的3，将B中的水沿2压入C的4中，通过测定排出的水的体积，得生成氧气的体积．24
（1）根据所给的试剂可知，利用H₂O₂的分解来制取氧气，用MnO₂作催化剂，故制氧气的化学方程式：2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑，故反应为：2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑；
（2）根据A的结构可知，A为气体发生器；根据制备氧气的反应可知A中预先盛放的试剂为MnO₂，向A中注入的试剂为H₂O₂，故答案为：气体发生器，MnO₂，H₂O₂；
（3）A应为氧气的发生装置，内盛MnO₂和H₂O₂溶液，生成的氧气从1进入B中的3，将B中的水沿2压入C的4中，通过测定排出的水的体积，得生成氧气的体积；根据如果气密性良好，则微热气体发生器，储气瓶中导管内液面会上升来分析，故答案为：3，2，微热气体发生器，储气瓶中导管内液面会上升；
（4）仪器C的刻度读数范围是110～130mL，即为所得氧气的体积，故氧气的物质的量的范围为：

0.11

24.0

mol～

0.13

24.0

mol，根据反应：2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑
可得H₂O₂的物质的量范围为：

0.22

24.0

mol～

0.26

24.0

mol，故H₂O₂的浓度范围为：

0.22 24.0 mol

0.01L

～

0.26 24.0 mol

0.01L

即1.08mol/L～0.92mol/L，故答案为：1.08mol/L～0.92mol/L；
（5）加入的H₂O₂会导致所排出的液体的体积增大，在排液之前，B中的导管无溶液，在排液之后，B中的导管中充满溶液，会导致排出的液体的体积偏小，故液体量瓶的读数，不是氧气的准确读数，故答案为：不对，应当还要考虑加入的双氧水的体积与气体生成后导管抽气调压所抽取的气体的体积；
（6）H₂O₂的物质的量n=CV=0.95mol/L×0.01L=0.0095mol，根据反应2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑可知，生成的氧气的物质的量为0.00475mol；由于仪器C的读数为122.0mL，为保证储液瓶的导管内外液面相平，又抽出了1mL气体，故收集到的气体的体积应为122mL+1mL=123mL，但这123mL的气体中有10mL气体是由于H₂O₂的加入排出的，故氧气的体积为123mL-10mL=113mL，故此状态下1mol气体的体积V=

0.113L

0.00475mol

=23.79L．故答案为：23.79．

点评：本题考查了氧气的实验室制法和室温下气体摩尔体积的计算，综合性较强，难度较大．平时应加强计算的训练．