测定1mol气体的体积课件.ppt

1、 定性测定：定性测定：10.110.1测定测定1mol1mol气体的体积气体的体积 从微观角度分析，决定物质从微观角度分析，决定物质所占体积大小的因素有哪些？所占体积大小的因素有哪些？构成这种物质微粒的数目、微粒的大小、构成这种物质微粒的数目、微粒的大小、微粒间的距离微粒间的距离常温常压下，部分常温常压下，部分1mol1mol物质的体积如下物质的体积如下表所示：表所示：物质物质铁铁铝铝水水硫酸硫酸1mol体积体积/cm37.2101853.6标准状况下，部分标准状况下，部分1mol1mol气体的体积如下表所示：气体的体积如下表所示：物质物质氢气氢气氧气氧气二氧化碳二氧化碳1mol体积体积/L2

2、2.422.422.3请从微观角度加以解释。请从微观角度加以解释。为何相同条件下为何相同条件下1mol1mol固体、液体的体积不相同？固体、液体的体积不相同？1mol1mol不同气不同气体的体积在同温同压下却是近似相同的？体的体积在同温同压下却是近似相同的？思考：思考：常温常压时，常温常压时，1mol1mol气体的体积比标准气体的体积比标准状况下的状况下的22.4L22.4L大还是小？大还是小？一、测定一、测定1mol1mol气体体积的原理与方法气体体积的原理与方法1 1原理原理思考：思考：可以用锌粒或者铁片代替镁带吗？为可以用锌粒或者铁片代替镁带吗？为何选用稀硫酸而不是盐酸作为反应物？何选用

3、稀硫酸而不是盐酸作为反应物？提示：金属的常见冶炼方法提示：金属的常见冶炼方法 KAl ZnCu HgAg PtAu 电解法电解法 还原剂法还原剂法 加热法加热法 游离态游离态思考：思考：用氢气做为实验测定的对象是唯一的用氢气做为实验测定的对象是唯一的选择还是最佳的选择？选择还是最佳的选择？能在实验室制备的气体有哪些？能在实验室制备的气体有哪些？为什么选择氢气而不是其他气体？为什么选择氢气而不是其他气体？回忆：回忆：什么是气体摩尔体积（什么是气体摩尔体积（VmVm）？）？思考：思考：计算计算1 1摩尔气体体积需要测定哪几个物摩尔气体体积需要测定哪几个物理量？理量？2 2测定方法测定方法 思考：思

4、考：直接测量气体的体积比较难，怎么办？直接测量气体的体积比较难，怎么办？思考：思考：直接测量气体的质量也较难，怎么办？直接测量气体的质量也较难，怎么办？直接测定氢气的体积和质量，操作上比较直接测定氢气的体积和质量，操作上比较繁复，实验中采用繁复，实验中采用转化转化的思想，即把的思想，即把H H2 2的物质的物质的量转化成的量转化成 ，氢气的体积转氢气的体积转化成化成 的体积。的体积。镁的质量镁的质量所排液体所排液体 思考：思考：气体摩尔体积的测定装置应该有几气体摩尔体积的测定装置应该有几部分组成？部分组成？气体的发生装置气体的发生装置 气体收集装置气体收集装置 量体积装量体积装置置 二、实验装

5、置二、实验装置 思考：思考：根据制气反应的反应物状态和反应根据制气反应的反应物状态和反应是否加热，测定是否加热，测定1mol1mol气体体积的气体发生气体体积的气体发生装置如何进行选择？装置如何进行选择？试一试：试一试：用下列部分实验仪器设计一套镁用下列部分实验仪器设计一套镁与稀硫酸反应，测定氢气摩尔体积的实验与稀硫酸反应，测定氢气摩尔体积的实验装置。装置。思考：思考：从测量的准确度看这套装置有无不足？从测量的准确度看这套装置有无不足？请具体举例说明。请具体举例说明。1、加入的反应溶液会对气体的体积造成误、加入的反应溶液会对气体的体积造成误差；差；2、量筒不能精确测量液体体积、量筒不能精确测量

6、液体体积;ABC下图是化学反应气体体积测定仪，请在横下图是化学反应气体体积测定仪，请在横线上写出仪器的名称：线上写出仪器的名称：A A 气体发生器气体发生器 B B 储液瓶储液瓶 C C 液体量瓶液体量瓶 三、实验步骤三、实验步骤记录记录实验时实验时室内温度和压强室内温度和压强；1 1、连接好测定装置，并、连接好测定装置，并检查装置的气密性检查装置的气密性（怎样（怎样做？）做？）当橡皮塞塞紧气体发生器加料口时，储液瓶内导管当橡皮塞塞紧气体发生器加料口时，储液瓶内导管中的液面会上升，上升液柱在中的液面会上升，上升液柱在1min1min内不下降，确认内不下降，确认装置气密性良好。装置气密性良好。？

7、双手握住气体发生器的下部，看见储液瓶双手握住气体发生器的下部，看见储液瓶导管内品红溶液液面略高于储液瓶内液面导管内品红溶液液面略高于储液瓶内液面1min内不下降即可。内不下降即可。2 2、擦去擦去镁带镁带氧化膜氧化膜，称量称量0.1000.1100.1000.110克克镁带，记录数据。镁带，记录数据。有氧化层会使镁实际质量偏小，产生的氢气体积偏小有氧化层会使镁实际质量偏小，产生的氢气体积偏小？镁太少，液体不能上升至镁太少，液体不能上升至C的刻度处；镁太多，液体的刻度处；镁太多，液体溢出液体量瓶。溢出液体量瓶。如何进行如何进行估算估算所要称量的镁带质量所要称量的镁带质量（假设在标况）？（假设在标

8、况）？（1 1）液体量瓶最大读数）液体量瓶最大读数130mL130mL，氢气体积约氢气体积约130-10=120mL,130-10=120mL,消耗镁的质量消耗镁的质量 (120/22400)(120/22400)24=0.1286g.24=0.1286g.（2 2）液体量瓶最小读数）液体量瓶最小读数110mL110mL，氢气体积约氢气体积约110-10=100mL,110-10=100mL,消耗镁的质量消耗镁的质量 (100/22400)(100/22400)24=0.1071g.24=0.1071g.？为什么估算出的镁带的质量为什么估算出的镁带的质量不是不是0.1000.1100.1000

9、.110克？克？因估算的假设是在标况下的，综合考虑温度和压强对因估算的假设是在标况下的，综合考虑温度和压强对气体体积的影响，所以镁的质量控制在气体体积的影响，所以镁的质量控制在0.1000.110g之间。之间。3 3、加料：加料：将镁带送入气体发生器，将镁带送入气体发生器，加入加入20mL20mL水，水，塞塞上瓶塞；上瓶塞；4 4、用注射器从加料口、用注射器从加料口抽气，使抽气，使B B瓶中导管内外液面瓶中导管内外液面相平，相平，注射器拔出时注意注射器拔出时注意捏住针头拔出。捏住针头拔出。稀释硫酸，减缓反应速度稀释硫酸，减缓反应速度？调压，使调压，使B瓶中内管和外管液面持平瓶中内管和外管液面持

10、平若针头留在加料口橡皮塞上，产生的氢气若针头留在加料口橡皮塞上，产生的氢气会从针头逸出，造成误差。会从针头逸出，造成误差。？5 5、用注射器吸取、用注射器吸取1010毫升毫升3 3摩尔摩尔/升硫酸升硫酸，用，用针头从橡皮塞处慢慢注入气体发生器，再针头从橡皮塞处慢慢注入气体发生器，再迅速迅速拔出针筒。拔出针筒。为什么要迅速拔出针头？为什么要迅速拔出针头？若取镁带若取镁带0.120.12克，只需硫酸克，只需硫酸0.005mol0.005mol，但为什么，但为什么加入的硫酸为加入的硫酸为0.03mol0.03mol，远大于镁带的量？，远大于镁带的量？为什么是先加镁带，后加硫酸为什么是先加镁带，后加硫

11、酸?此时反应已经开始，若不能迅速拔出针头，此时反应已经开始，若不能迅速拔出针头，会有一些氢气进入针筒。会有一些氢气进入针筒。确保镁带完全反应，因为氢气的质量是由参确保镁带完全反应，因为氢气的质量是由参加反应的镁带决定的。加反应的镁带决定的。确保产生的氢气不外逸。确保产生的氢气不外逸。6 6、当镁带反应完后，、当镁带反应完后，读出读出C C中液体体积，中液体体积，计数估计至计数估计至0.20.3mL0.20.3mL，记录于表格。，记录于表格。7 7、用注射器在加料口、用注射器在加料口抽气抽气，使，使B B中导管内中导管内外液面相平，记录抽出气体的体积。外液面相平，记录抽出气体的体积。为什么要两次

12、针筒抽气？为什么要两次针筒抽气？两次抽出的气体的体积都需要记录吗？两次抽出的气体的体积都需要记录吗？本次实验一共几次用到针筒？本次实验一共几次用到针筒？保持气压一致。减小压强变化对测定的影响。保持气压一致。减小压强变化对测定的影响。第一次抽气不需要记录，第二次需要记录。第一次抽气不需要记录，第二次需要记录。3 3次次 思考：思考：C C中的体积读数是否就是氢气的体积中的体积读数是否就是氢气的体积？如果不是，应如何换算？如果不是，应如何换算？VmVm的计算公式？的计算公式？液体量瓶中的液体是由加入的稀硫酸和产生液体量瓶中的液体是由加入的稀硫酸和产生的氢气共同产生的，最后一次抽出的是氢气的氢气共同

13、产生的，最后一次抽出的是氢气。V(V(氢气氢气)=V(C)=V(C瓶的读数瓶的读数)-V()-V(注入硫酸注入硫酸)+V()+V(抽出气体抽出气体)()(22HnHV)()(MgnV 排)()()()()(MgmMgMVVV抽硫酸液计算公式：计算公式：Vm=Vm=8 8、重复操作进行第二次实验、重复操作进行第二次实验 为什么要重复实验？为什么要重复实验？减少偶然误差。减少偶然误差。9 9、数据处理。、数据处理。1010、误差分析。、误差分析。问题：问题：实验中使用了几次注射器？每次的目的实验中使用了几次注射器？每次的目的有何不同？有何不同？四、实验误差的原因分析四、实验误差的原因分析1 1、造

14、成结果偏大的主要原因有：、造成结果偏大的主要原因有：反应放热反应放热 实验过程中温度变化较大（升高）实验过程中温度变化较大（升高）镁带中含有产生气体较多的杂质（如铝）镁带中含有产生气体较多的杂质（如铝）实验仪器有偏大的因素实验仪器有偏大的因素 2 2、造成结果偏小的主要原因有：、造成结果偏小的主要原因有：装置漏气装置漏气 镁带中含有与酸不反应的杂质或与酸反应不镁带中含有与酸不反应的杂质或与酸反应不产生气体的杂质或与酸反应产生气体小于镁产生气体的杂质或与酸反应产生气体小于镁的杂质（如的杂质（如MgOMgO等）等）实验仪器会有偏小的因素实验仪器会有偏小的因素 思考：思考：定量实验中，考虑误差主要从

15、哪些方定量实验中，考虑误差主要从哪些方面入手？面入手？仪器本身、试剂品质、实验操作（失误）等仪器本身、试剂品质、实验操作（失误）等3 3、实验误差的表示方法、实验误差的表示方法绝对误差绝对误差=测定值测定值标准值标准值相对误差相对误差=100%测定值测定值标准值标准值标准值标准值相对误差相对误差表示了表示了定量实验的准确度定量实验的准确度。绝对误差和相对误差都有绝对误差和相对误差都有正值正值和和负值负值两种。两种。正值表示测定结果偏大，负值表示测定结果偏小。正值表示测定结果偏大，负值表示测定结果偏小。或称为实验误差或称为实验误差4 4、产生误差的原因、产生误差的原因 ：是测量的方法不太理想，仪

16、器的是测量的方法不太理想，仪器的精确度和试剂的纯度不高。系统误差的特征是具有精确度和试剂的纯度不高。系统误差的特征是具有确定的方向性，班级平行实验的误差都偏高或偏低。确定的方向性，班级平行实验的误差都偏高或偏低。：由偶然因素产生，如测定人的视由偶然因素产生，如测定人的视觉观察不稳定、环境温度的变化等。觉观察不稳定、环境温度的变化等。：操作失误所引起的误差。如装操作失误所引起的误差。如装置漏气、液体的读数偏差等。置漏气、液体的读数偏差等。系统误差系统误差偶然误差偶然误差过失误差过失误差5 5、减小误差的方法、减小误差的方法 任何定量测定的数值，都有一定的准确范围，任何一个任何定量测定的数值，都有

17、一定的准确范围，任何一个定量测定设计的方法，都有一定的误差。我们不追求误差为定量测定设计的方法，都有一定的误差。我们不追求误差为0 0，只要实验误差在允许的范围内即可。，只要实验误差在允许的范围内即可。减小误差的方法有：减小误差的方法有：对照实验：对照实验：用已知的标准试样，按同样的方法进行测定，以用已知的标准试样，按同样的方法进行测定，以检查仪器是否正常，操作是否正确，以减小系统误差。检查仪器是否正常，操作是否正确，以减小系统误差。空白实验：空白实验：在不加试样的情况下，按同样的方法测量得到的在不加试样的情况下，按同样的方法测量得到的结果叫空白值，将试样的测定值扣除空白值，减小系统误差。结果

18、叫空白值，将试样的测定值扣除空白值，减小系统误差。平行实验：平行实验：在相同条件下做多次测定值取平均，减小偶然误在相同条件下做多次测定值取平均，减小偶然误差。差。通常操作者通常操作者意识到的操作失当应重做实验意识到的操作失当应重做实验。一般实验。一般实验时，时，首先检查仪器和试剂是否符合设计要求首先检查仪器和试剂是否符合设计要求，其次用多次测其次用多次测定求平均值定求平均值来消除偶然误差，来消除偶然误差，第三要正确操作第三要正确操作。反应产生气体排出液体的体积反应产生气体排出液体的体积液体加入反应器中的液体体积、液体加入反应器中的液体体积、连接导管中残留的液体等连接导管中残留的液体等直接直接水水饱和碳酸氢钠溶液饱和碳酸氢钠溶液饱和氯化钠溶液饱和氯化钠溶液