Question

为了测定某种烷烃（气体，不溶于水，密度比空气大）样品的平均相对分子质量，设计了下面的实验：

    ①取一个配有合适胶塞的洁净、干燥的锥形瓶，准确称其质量为m₁；

    ②往锥形瓶中通入干燥的该烃的样品，塞好胶塞，准确称量，重复操作，直到前后两次称量结果基本相同，得到质量为m₂；

    ③往锥形瓶中加满水，塞好胶塞，准确称量，得到质量为m₃。已知：空气的平均相对分子质量为29.0，回答下列问题：

 

可供选用的装置

    （1）具体说明本实验的原理__________________________________________________。

    （2）步骤②为什么要重复操作直到前后两次称量的结果基本相同？

    （3）具体说明本实验中如何做到每次测量都在相同体积下进行？__________________。

    （4）本实验中收集气体样品的操作，可选用的方法是（用图中的标号填写）_________。

    （5）写出锥形瓶中样品的质量（m_样品）的计算式_________。（设空气的质量为m_空气）

    （6）写出由实验测得该烷烃的平均相对分子质量为_______________________。（计算式）

Answer 1

解析：测定烷烃样品的平均相对分子质量用的是阿伏加德罗定律的推论，即；在测量过程中采用了测平均数据法（重复操作、两次测量结果基本相同）可保证实验时瓶内空气完全排尽，使结果准确；为使每次测量都在相同的体积下进行，便须对锥形瓶中所容纳物质的体积进行标记；由于空气的平均相对分子质量为29.0，而样品的平均相对分子质量大于29.0，故可采用向上排空气法收集（注意：不能用排水法，否则将在样品中混入水蒸气而影响测定结果）；由实验操作可知，m₁为锥形瓶与空气的总质量，m₂为锥形瓶与烷烃样品的总质量，则m_样品=m₂-m₁+m_空气。

答案：（1）根据阿伏加德罗定律——同温同压下，同体积的两种不同气体的质量比等于相对分子质量比

    （2）保证瓶内空气完全排尽，样品恒重。

    （3）在第一次称量前，待锥形瓶塞紧胶塞后，在瓶口胶塞上作一标记，以后每次测量，胶塞塞入瓶口的位置都以此为准（其他合理答案亦可）

    （4）D

    （5）m_样品=m₂-m₁+m_空气

    （6）29.0×或29.0×+29.0