测定1mol气体体积
化学----测定1mol 气体体积 一．原理
测定一定量氢气的体积，再依据氢气的物质的量（通过一定质量的金属镁与足量硫酸反应，镁的物质的量就是生成氢气的物质的量）计算。 Mg+H 2SO 4=MgSO 4+H 2
VH2=VH2O
二．测定方法： 1. 称量 2. 量体积
以1molH2体积测定为例，用镁和足量的稀硫酸反应，用镁的质量计算氢气的物质的量。产生的氢气将品红溶液压入液体量瓶，量出体积，即气体体积。因为：
三．装置（发生装置 收集装置 量体积装置）
（一）
（二）
)/()()()(22222mol g M L V mol n L V Vm H H H H H =
=)/()()()/()()(22mol g M g m L V mol g M g m L V Vm Mg Mg H Mg Mg H ?==
∴
（三） 化学反应气体体积测定装置
注意各部分名称！！贮液瓶B 应该在塞子这里挂一个温度计。 加料口应该在A 的左侧图上有误 四．步骤 4. 实验步骤
A 、记录实验室的温度和压强。
B 、装配仪器,检查气密性。检查方法是：往加料口塞上橡皮塞,（或把B 瓶的玻璃塞塞上）片刻后看到储液瓶中导管的液面高于储液瓶中液体的液面并且1分钟内不下降。
C 、向气体发生器中加入约20mL 水（目的是降低硫酸浓度），硫酸规定是3mol/L 向储液瓶中加入品红溶液至刻度线（约130mL ），盖上瓶盖。
D 、在发生器中加入称量过的镁条（卷起来,0.100~0.110g ），加塞。
E 、用注射器在气体发生器加料口抽气，使储液瓶中导管内外液面持平。
F 、用针筒吸取10mL 的3mol/LH2SO4，用针头扎橡皮塞，将硫酸注入气体发生器，注入后要迅速拔出针筒，（注意要按住针头拔出，不要使针头和针筒脱离）观察现象。
G 、镁带完全反应，读出液体量瓶中液体的体积，读数估计至0.2~0.3mL 。(110.2mL-110.3mL 110.7mL-110.8mL 110.5mL 也就是说小数点后面只有2 3 5 7 8五种数字)
H
、用注射器在气体发生器加料口抽气，使储液瓶中导管内外液面持平。记录抽出气体的体
积，把数据记录在于表格。
G、重复上述操作进行第二次试验，并作计算。
VH2=VH2O+V抽气-V硫酸
?注意问题：
1、硫酸应过量，保证镁全部反应。
2、装置不能漏气，保证其气密性，应先检漏。
3、注入硫酸反应之后，储液瓶内导管中充满液体，这部分液体也应计作生成的氢气体积，可用注射器抽气使导管中液面与储液瓶中液面水平，并将抽气体积也计入氢气体积。
4、生成氢气的体积应是液体量瓶的读数减去注入硫酸的体积，加上抽出的气体体积。
5、液体量瓶的读数范围是110~130mL，所以对生成的氢气的量有限制，过多或过少都测不出。
思考讨论：如果取稀硫酸10mL，且过量。假设标准状况下，金属镁的质量应控制在什么范围内？
讨论结果：
（1）假设液体量瓶最大读数130mL，
氢气体积130-10=120mL,消耗镁的质量
(120 /22400)×24=0.1286g.
（2）假设液体量瓶最小读数110mL，
氢气体积110-10=100mL,消耗镁的质量
(100 /22400)×24=0.1071g.
镁的质量控制在0.1071~0.1286g之间。
综合考虑温度和压强及反应放热对体积的影响
所以镁的质量控制在0.100~0.110g之间。
?本装置气体体积的计量范围是110~130mL（扣除10mL H2SO4，仅100~120mL)，
气体体积与温度有很大关系，教材中镁带的用量为0.1071~0.1286克，是在室温10℃以下的取值范围。实际测定时，反应温度高于室温，膨胀流出的品红溶液不会因冷却而回流，故镁带尽量取下限。室温高于10℃，镁带用量还要减小，如25℃，镁带取值在0.10克~0.12克。
【练习】
1．在测定1mol气体体积时
(1)若温度为25℃，压强为1.01×105Pa 则1molH2的体积是__________
(2)在1.01×105Pa 10℃时氢气的密度为____________
在1.01×105Pa 20℃时氢气的密度为____________
（3）如在1.01×105Pa 10℃时氢气的体积为110---130mL。则氢气的质量是__________
为制的这些氢气所需要的镁带（去除氧化膜）的质量是__________
2. 完成实验报告---测定常温下1mol氢气的体积
一．实验目的
二．实验记录
1. 温度10℃，压强1.01×105Pa
第①次实验
第②次实验
平均值________
三．误差分析（写出误差，并分析原因。写出是系统误差还是过失误差（偶然误差））
报告人______
3.
1.0g
A B E C D F G H
(1)为了使实验既操作简便又结果可靠，所选用的装置及其连接顺序为（填装置编号）
______________
（2）实验中应选用的量筒量程为___________
（3）若在该实验中从量筒读到的数据为VmL(标况)则样品的纯度为_________（代数式表示）（4）若实验中各装置连接完好，各步反应完全，但测定结果偏大，其最可能原因是______
测定1mol气体的体积 一、设计思路 化学实验是化学学习中最重要的探究手段，是人们研究物质组成、性质和变化的重要实践活动，有定性实验和定量实验之分。现代化学的发展与定量测定技术的进步密切相关，从量的角度研究化学，要求更高。上海二期课改第一次把定量实验的内容引入高二化学新教材，通过第十章的三个实验（测定1mol气体的体积、结晶水合物中结晶水含量的测定和酸碱滴定）让学生了解测定原理，学会测定方法，体验定量实验在化学中的重要作用。本篇欲从“测定1mol气体的体积学习训练”做一些探讨。 1.学情分析 定量实验是学生学习中的难点。主要是因为学生没有正面接触定量实验，缺乏定量实验的概念、方法和经验，思维层次较浅，由于实验的综合性增强，学生的批判性思维品质和全面分析的能力较弱，况且，本校高二学生学习基础相对较弱，这就使学习难度增大了。关于教材，其中二、三两节“结晶水合物中结晶水含量的测定”和“酸碱滴定”在以前的教材中曾以单个实验的形式出现过，而第一节“测定1mol气体的体积”则是新的，因此，对于新、老教师来说当然也是新的。这就为本章的教学带来了新的问题。 但是本章实验的观察、动手操作机会较多，因此，学生的学习积极性会比较高，作为教师应该珍惜、爱护、发展这种积极性，如果在学习中铺以适当的练习，一定能够取得预想的效果，对于学习比较困难的学生，选做题可以不做。 2.学习目标 通过学习训练，理解氢气摩尔体积的测定实验和误差分析，学习必要的实验技能以及分析、综合、归纳和比较等科学思维方法，在增强实践能力的同时，培养科学精神、科学态度和创新能力。 3.学习过程 从书面练习到实验探究是本练习的主要过程，由易对难，不断引发学生认知和元认知的冲突，达到更高层次的认知和元认知的平衡。 4.学习方法 从学生的基础着手，进行探究、归纳、演绎。 5.适用范围 现行高二年级。 二、习题 1、通常情况下，1mol不同的固体和气体物质所占有的体积相同吗，为什么？1molH2和O2所占有的体积相同吗，还需要什么条件？ 【说明】：自创题。 【意图】：相关旧知识的复习。 【背景】：通过本题训练，复习气体有关知识，尤其是影响气体体积的因素、阿佛加得罗定律等。为本节实验必须记录温度和压强等实验条件做好铺垫。
《气体摩尔体积》教学设计 一、理念 1、教学理念——以学定教。 我们学校属于永州市的普通高中，学生的基础知识比较薄弱，理解能力有所欠缺，基于这种情况我采取“以学生为本”，实施“以学定教”的教学理念，尽量使得每一个学生都有所收获。课堂上，尽量采取学生容易接受的方式，通过多种手段帮助学生构建化学知识体系。 2、学科理念——宏微符三结合。 化学的学科特征要求学生通过对宏观现象及变化的观察，然后用微观的角度去理解这个宏观的现象及变化，并能用符号来描述，在头脑中将“宏微符”三水平有机结合。应用在气体摩尔体积的学习中，一方面要继续使学生加深对“宏观---n----微观”的理解和应用，另一方面要加强化学符号与化学知识的结合，使学生能够灵活应运。 二、教学背景分析 1、教材分析 物质的量是宏观和微观的“桥梁”，前一节宏观的“桥头”是质量，这节课是气体体积，由于受外界条件的影响，所以学生会觉得理解困难。教材的电解水实验教形象地给出体积和物质的量的关系，计算表格可以真实地反映相同粒子数的不同物质的体积大小。对于微观理解，教材上是直接解释，课堂上通过模型和动画帮助学生理解。 2、学情分析 在知识方面：摩尔质量的学习使得学生对物质的量的“桥梁”作用有一定的体会和认识；学生能够用物质的质量、密度来计算物质的体积；对气体分子间距离大，能够压缩，而固、液体不能压缩有所了解。在能力方面：高一的孩子们具有初步的知识迁移能力、分析问题能力；小组交流合作的模式已经初步形成。学生的不足：分析问题的习惯没有养成、方法比较单一、能力很有限；对物质的量、摩尔质量的认识不够深刻，对已经学过的两个公式还不能灵活应用；良好的学习习惯有待继续培养。 三、教学目标
测量气体体积的装置深度解析 个个击破2010-12-09 09:01:00 阅读294 评论0 字号：大中小订阅 1．（15分）不同浓度的硫酸与锌反应时，硫酸可以被还原为SO2，也可被还原为氢气。为了验证这一事实，某同学拟用下图装置进行实验（实验时压强为10lkPa，温度为0℃）。 （1）若在烧瓶中放入1.30g锌粒，与c mol／L H2SO4反应，为保证实验结论的可靠，量气管的适宜规格是_____________ 。 A．200 mL B．400 mL C．500mL （2）若1.30g锌粒完全溶解，氢氧化钠洗气瓶增重l.28g ，则圆底烧瓶中发生反应的化学方程式为：_______________________________________。 （3）若烧瓶中投入a g锌且完全反应，氢氧化钠洗气瓶增重b g．量气瓶中收集到VmＬ气体，则有：ag／65g·mol－1＝bg／64g·mol－1＋V mL / 22400 mL·mol－1，依据的原理是____________________________。 （4）若在烧瓶中投入d g锌，加入一定量的c mol／L 浓硫酸V L，充分反应后锌有剩余，测得氢氧化钠洗气瓶增重mg，则整个实验过程产生的气体中，n（H2）/n（SO2）＝_______________（用含字母的代数式表示）。若撤走盛有无水氯化钙的U型管，n（H2）/n（SO2）的数值将（填偏大、偏小或无影响） （5）反应结束后，为了准确地测量气体体积，量气管在读数时应注意： ①； ②； ③。 2．（16分）实验室有一瓶Na2SO3。固体，可能含有NaCl、Na2SO4、BaCl2、K2CO3、K2SO4中的一种或几种杂质，通过下列实验确定该样品的成分及Na2S03的质量分数。请回答下列问题： 已知： ①取少量样品于试管中，加水振荡，未见沉淀生成： ②通过元素分析仪器的检测，得知该样品中不含K元素； ③用下图所示仪器进行合理组装，测定产生气体的体积（SO2在硫酸中的溶解忽略不计） （1）按气流从左到右方向，正确的连接顺序为：A接____，接，接B。（2）利用所组装置，由分液漏斗向烧瓶中滴加l0mL水，理论上将排入量筒中mL液体。 （3）液体X是，其作用是
流量计示值修正（补偿）公式 我公司能源计量的流量计示值单位规定为20℃，101.325kPa 标准状态的流量，如设计选型使用了不同流量计示值单位，则根据设计的流量单位（质量流量kg/h 、0℃，101.325kPa 及20℃，101.325kPa 标准状态或工作状态）选用对应的温度、压力修正（补偿）公式；不同测量原理的流量计，应根据其流量计流量方程（公式）选用对应的温度、压力修正（补偿）公式。 1. 气体流量测量的温度、压力修正（补偿）公式： 1.1 差压式流量计的温度、压力修正（补偿）实用公式： 一般气体体积流量（标准状态20℃，101.325kPa ），根据差压式流量计流量方程，可得干气体在标准状态（20℃，101.325kPa ）的积流流量: ）（）（）（）（15.273T 325.101p 15.273T 325.101p q q vN vN +'?++?+'=' （1） 式中： q'vN ——标准状态下气体实际体积流量； q vN ——标准状态下气体设计体积流量； p' ——气体实际压力，kPa ； p ——气体设计压力，kPa ； T'——气体实际温度，℃； T ——气体设计温度，20℃。 1.2 一般气体质量流量的温度、压力修正（补偿）公式：
T p T p q q m m ''=' （2） 式中： q'vN ——标准状态下气体实际体积流量； q vN ——标准状态下气体设计体积流量； p' ——气体实际压力，绝对压力； p ——气体设计压力，绝对压力； T'——气体实际温度，绝对温度； T ——气体设计温度，绝对温度。 1.3 蒸汽的温度、压力修正（补偿）公式： 根据差压式流量计流量方程，可得蒸汽的质量流量: ρρ' ='m m q q （3） 式中： q'm ——蒸汽实际质量流量； q m ——蒸汽设计质量流量； ρ' ——蒸汽实测时密度； ρ ——蒸汽设计时密度； 依据水和水蒸汽热力性质IAPWS-IF97公式其密度计算模型，工业常用范围内水蒸汽的密度为： )(1000 10 ππγγνρ+==RT
10.1测定1mol 气体的体积学案（第1课时） 学习目标 解释1mol 氢气体积测定的实验原理 描述1mol 氢气体积测定的实验步骤 归纳化学反应气体体积测定装置的使用要点 知识梳理 1、1mol 氢气体积测定原理____________________________________________________ ________________________________________________________________。 根据Mg + H 2SO 4 → MgSO 4 + H 2 ↑ ( ) ( ) ( ) ( ) 可得：V m = ______________。 间接地测定氢气的体积，我们可以测量氢气排出的_________的体积。 V(H 2) = V( ) － V( ) ＋ V( ) 2、1mol 氢气体积测定的装置名为_______________。 A 瓶为____________，A 瓶下部侧面有_________。 B 瓶为____________，B 瓶内装有品红溶液。 C 瓶为____________，其量程为______________， 最小刻度为______mL ，精确度为_______mL 。 3、测定1mol 氢气的体积的实验步骤为： 在测定常温下1mol 氢气的体积的实验中，首先要对装置进行_______________的操作。 具体的方法是______________________________________________________________。 （1）连接装置，检查气密性。 （2）除去镁带表面的________，精确称量________g 镁带（精确至______g ），记录数据。 （3）向____________内加______水（目的是___________），并加入镁带，注意不要使镁带 _________________。 （4）用_______在A 瓶加料口_______，使储液瓶_______________持平（目的是_________）。 （5）用_______吸取______3mol/L 的硫酸，注入A 瓶，注入后迅速拔出_________。 （6）当镁带完全反应后，待__________，读出C 瓶中液体的体积，读数估计至_______， 记录数据。 （7）用注射器在A 瓶加料口抽气，使______________________（目的是_________）记录 抽出气体的体积，记录数据。 （8）重复实验，取数据平均值，算出结果。 若要进行第二次测定，需要的做的准备工作是： ① 拆开仪器装置，将气体发生器________，将液体量瓶中的品红溶液_________________。 ② 对药品做的准备工作有_____________________________________________________。 （9）依据理论值计算误差。 绝对误差 = ______________ ；相对误差 = ___________________。 V m =
一、相关知识回顾 1．气体摩尔体积 在标准状况(指_____℃，__________kPa ，符号S.T.P.)下，1mol 任何气体所占的体积都约是22.4L ，这个体积叫做气体摩尔体积。符号是V m ，单位为L/mol 。22.4L/mol 是在标准状况下气体摩尔体积的物理常数。 Vm = n V 单位：L/mol 2．气体体积与其他物理量之间的转换 【练习】如果ag 某气体中含有分子数为b ，则cg 该气体在标准状况下的体积是 （ ） A ．22.4bc/aN A L B ．22.4ab/cN A L C ．22.4ac/bN A L D ．22.4b/cN A L 二、测定1mol 气体体积的实验 1．实验原理 以1摩尔H 2体积的测定为例，用一定量的镁跟足量稀硫酸反应产生氢气，并测定其摩尔体积。 1mol 气体体积的测定 知识梳理 /M 物质的量 气体体积 （标况下） 微粒数 质量 ×V m /V m ×N A / N A × M
Mg + H2SO4 → MgSO4 + H2↑ 则Vm=_________________________________________ ___________________________________________ 2．实验装置 气体摩尔体积测定装置由三部分组成，A是________________，B 是________________，C是__________________。 3．实验步骤 （1）装配好化学反应气体体积测定仪，做__________________。 （2）用砂皮擦去镁带表面的氧化物，然后称取0.100~0.110g镁带（精确至0.001g），把数值记录于表格。 （3）在A瓶出气口处拆下胶管，使A瓶倾斜，取下A瓶加料口橡皮塞，用小烧杯加入约20mL 水于A瓶中（目的是________________________），再把已称量的镁带加到A瓶底部，用橡皮塞塞紧加料口。 （4）用注射器在A瓶加料口抽气，使B瓶导管内液面和导管外液面持平。注射器拔出时要注意捏住针头拔出。 （5）用注射器吸取10mL 3mol/L硫酸，用针头扎进A瓶加料口橡皮塞慢慢注入硫酸。观察现象，记录气体温度。 （6）当镁带完全反应后，读出C瓶中液体的体积，读数估计至0.2~0.3mL（最小刻度值0.5mL 的一半），记录于表格。 （7）用注射器在A瓶加料口抽气，使B瓶中导管内外液面持平。记录抽出气体的体积，把数据记录于表格。 （8）将计算后的氢气体积填入表格。 （9）重复上述操作进行第二次实验。 【思考1】如何进行装置气密性的检查？ 【思考2】镁带表面的氧化膜为什么要擦去？
实验探究：气体体积的测定原理、方法、误差分析 1.气体体积的测定 （1）原理：对于难溶于水且不与水反应（或无法用试剂直接吸收）的气体（如H2 、O2等）通常采用排水量气法测定它们的体积，根据排出的水的体积来确定气体的体积。 装置（a）：(1)集气瓶至量筒之间的那段导管内液体无法读出，使测定的气体体积偏小（改进方法：实验前将导管注满水） (2)为保证量筒内气体的压强与外界大气压强相等，故量筒内外液面应相平，当量筒内液面高于量筒外液面时，应将量筒下移，反之，应上移。 装置（b）：测定气体，应当使气体冷却到室温，再调整液面使量筒内外液面相平，再读书 装置（c）：实验时水面要没过漏斗颈部，量筒装满水，反应在漏斗中进行，生成的气体为量筒内气体体积 装置（d）：避免了（a）的不足，但它操作复杂。其实验步骤：1.检查装置气密性2.连接好装置后，在量气管内注满水，上下移动乙管，使两管液面相平并读数3.反应完毕，再次上下移动乙管，使两管液面相平并再次读数（两次读数得出气体体积） 装置应用范围：有气体参与或有气体生成的实验。主要是测定某组分的质量分数、体积分数、确定某气体（或物质）的相对分子质量 实验关键：无论是直接测量法还是间接测量法，准确读取液面是关键。在读数之前，必须保证气体的温度、压强均与外界相同。为此，应等所制备气体的温度与环境一致后，通过调节两端液面，到两端高度相同时再读取体积
（3）实验注意事项（误差分析） 1．检查装置气密性（没有进行装置的气密性检查——V(排)偏低——气体体积偏小） 2．若反应物为金属，需注意除去表面的氧膜（如：镁带表面氧化镁没有擦除或没有除尽）——V(排)偏低——气体体积偏小） 3．若需除膜，应先除膜再称量（如：称量好镁带后，用砂纸擦表面的氧化膜——V(排)偏低——气体体积偏小） 4．保证所加药品充足，使样品物质完全反应（如：硫酸的量不足，镁带没有完全反应）——V(排)偏低——气体体积偏小） 5.对于固液不加热实验装置连接好后，向装置中加入了液体，这部分液体排开的气体体积也要考虑。（如：未考虑反应装置内所加液体体积——V(排)偏高——气体体积偏大） 6.对于固体加热实验或反应放热的实验装置完全冷却再读数（没有冷却到室温读数——V(排)偏高——气体体积偏大） 7. 考虑气体在水中的溶解性，极少的气体溶于水，也会产生误差(实测气体体积偏大) 8.读数时，保证装置内外气体压强相等。 9. 如果可以，通过反应前后反应物总质量之差也可计算出气体的质量或体积 10. 若要用到量筒，要考虑到量筒的精确度是0.1mL，先估计好所测气体体积的大小，选择适当大小量程的量筒；并且天平称量也会有一定误差。 11.定量实验存在误差是一定的、允许的，重要的是误差要控制在合理的范围内。
测定气体体积 一、多功能瓶 气体应该从导管进入，水从排出，应该在导管 接一个。 气体体积等于。 例题1：某校化学兴趣小组的同学利用下图装置进行实验． （1）实验目的：①用高锰酸钾制取一瓶氧气，做细铁丝燃烧的实验． ②粗略测定加热一定质量的氯酸钾所收集到的氧气体积． （2）反应原理：加热氯酸钾制氧气．化学方程式为． （3）仪器认识：写出上图中仪器①、②的名称：①，②．（4）装置连接：为达到实验目的②，各装置的正确连接顺序是（填接口的字母）：a→ →→d （5）问题分析：①实验过程发现B瓶中的水变红了，原因是； ③根据氯酸钾的质量算出产生的氧气质量为理论值．如果实际测得氧气的体积超过理论值，你认为原因可能是 例题2．某兴趣小组用下图所示装置收集并测量反应产生的气体及其体积． 试填空． （1）该发生装置可以制备初中化学常见的气体（填写化学式）． （2）图示装置对反应物的状态和反应条件的要求是：、．（3）利用该装置测得反应生成气体体积偏大的最主要原因是：． 二、量筒 例题3在“氧气的制取”实验中，加热氯酸钾和二氧化锰制取氧气． 用该装置，如图来测定生成的氧气的体积，若俯视读数，则实际 测得的结果（填“偏大”、“偏小”或“无误差”）；
例题4通过前面的几个单元的学习，我们应该知道有多种途径可以制取氧气．如： A．电解水B．分离空气C．加热高锰酸钾D．分解过氧化氢E． （1）相信你在E处还可以写出另一种制取氧气的方法；写出该方法制氧气的化学式表达式：（2）若用如图1装置加热高锰酸钾制取氧气： 写出标号仪器的名称①②； 实验结束，停止加热时要先把导管移出水面，其理由是，此时发现水槽中的水变成了浅紫红色，你认为产生该现象的原因可能是：． （3）若分解过氧化氢制取氧气，供选用的装置如图2： 要得到平稳的氧气流，应选用的发生装置是（选填“甲”或“乙”）； （4）要探究双氧水中过氧化氢的浓度，可取一定体积的双氧水如图3装置进行操作，测量生成氧气的体积； ①收集气体的时间 ②读数时俯视，则测量值会（填偏大、偏小、不变） ③如实验时操作无误，测量值偏大，原因是． 三、连通器 在测定从试管中生成氢气体积的过程中，需要注意什么？ 归纳总结：
资源信息表 第十章说明 本章主要介绍了三个定量实验的原理、装置、操作步骤、数据处理、误差分析等知识与方法。这些内容是高中化学教学的重点，是帮助学生形成化学定量测定科学方法、态度、技能的重要载体。定量实验的原理与方法是本章教学的重点，误差分析是本章教学的难点。 本章教材内容是在学生学习了物质的量、气体摩尔体积、物质的两浓度，电解质溶液，卤素、氮硫、金属等化合物知识，掌握了一些探究物质性质与变化的
常见方法的基础上，引导学生学习定量测定实验的基本方法，为今后深入学习化学知识以及认识现代化工生产中，定量测定的应用做准备。 通过本章的学习，帮助学生体会定性实验与定量实验区别，认识定量实验的原理与方法，形成严谨思维品质和科学素养。通过测定1摩尔气体体积、结晶水含量测定、中和滴定三个原理和方法的学习，以及实验方案讨论与设计，掌握相关仪器的使用方法与操作技能，了解定量实验设计的关键，理解间接测定的方法，掌握定量实验的基本原理与一般方法，以及从具体到抽象的思维方法；体验定量测定中转化的思想方法对人类科学活动的影响与作用，初步形成严谨的科学态度和习惯，以及环境保护意识；感悟实事求是、严肃认真、一丝不苟的科学态度对个人和社会发展的重要作用。
10．1 测定1mol气体的体积（共3+1课时）第1课时测定1mol气体体积的方法 [设计思想] 测定1摩尔气体体积的定量实验是教材的重点，也是学生学习的难点。它是帮助学生体会定性实验与定量实验区别，认识定量实验设计的方法，形成严谨思维品质和科学素养的重要载体。教学设计着重于学生自己对实验的设计、改进、完善。通过测定1摩尔气体体积的实验方案讨论与设计，了解定量实验设计的关键，概括出定量实验的基本原理与一般方法，掌握从具体到抽象的思维方法，以及间接测定的方法，体验定量测定中转化的思想方法对人类科学活动的影响与作用，初步形成严谨的科学态度和习惯。 一．教学目标 1．知识与技能 （1）气体摩尔体积与温度和压强的关系（B）。 （2）定性实验与定量实验的区别，定量实验中的直接测量与间接测量及其相互关系（A）。（3）测定1摩尔气体体积的实验设计技能（B）。 2．过程与方法 （1）综合已学过的知识，通过类比、迁移、分析，明白实验原理。 （2）通过测定1摩尔气体体积的实验设计，认识定量测定中转化的思想方法。 （3）初步学会间接测定的方法，提高分析、转化、归纳、总结的能力。
精心整理 测量气体体积的方法 文／巩庆凯胡贵和 测量气体体积是一项基本的实验技能，因此学生需要掌握正确的测量方法。测量方法可分为直接测量 法和间接测量法两种。现结合有关试题加以说明。 一、直接测量法 直接测量法就是将气体通入带有刻度的容器中，直接读取气体的体积。根据所用测量仪器的不同，直 接测量法可分为倒置量筒法和滴定管法两种。 1．倒置量筒法 将装满液体（通常为水）的量筒倒放在盛有液体的水槽中，气体从下面通入，实验结束，即可读取气 体的体积。1998年高考27题和2001年“3+2”高考20题均用到这一装置，现以2001年“3+2”高考20 题为例说明。 例1某学生利用氯酸钾分解制氧气的反应测定氧气的摩尔质量，实验步骤如下： ①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，质量为ag。 ②装好实验装置（如图1）。 图1实验装置 ③检验装置气密性。 ④加热开始反应，直到产生一定量的气体。 ⑤停止加热（如图，导管出口高于液面）。 ⑥测量收集到气体的体积。 ⑦准确称量试管和残留物的质量为bg。 ⑧测量实验室的温度。 ⑨把残留物倒入指定的容器中，洗净仪器，放回原处，把实验桌面收拾干净。 ⑩处理实验数据，求出氧气的摩尔质量。 回答下列问题： （1）如何检查装置的气密性? （2）以下是测量收集到气体体积必须包括的几个步骤：①调整量筒内外液面高度使之相同；②使试 管和量筒内的气体都冷却至室温；③读取量筒内气体的体积。这三步操作的正确顺序是：________（请填 写步骤代号）。 （3）测量收集到的气体体积时，如何使量筒内外液面的高度相同?________。 （4）如果实验中得到的氧气体积是cL（25℃、1．01×10５Ｐａ），水蒸气的影响忽略不计，氧气的 摩尔质量的计算式为（含a、b、c，不必化简）：Ｍ（Ｏ２）＝________。
气体体积的测定 气体体积的测定既可通过测量气体排出的液体体积来确定(二者体积值相等)，也可直接测量收集的气体体积。 测量气体体积的常用方法： (1)直接测量法。如图A、B、C、D、E均是直接测量气体体积的装置。 测量前，A装置可先通过调整左右两管的高度使左管(有刻度)充满液体，且两管液面相平。C装置则是直接将一种反应物置于倒置的漏斗中，另一反应物置于水槽中，二者反应产生的气体可以直接测量。 D装置：用于测量混合气体中被吸收(或不被吸收)的气体的体积。读数时，球形容器和量气管液面相平，量气管内增加的水的体积等于被反应管吸收后剩余气体的体积。 解答该量气装置读数时的答题模板： ①将××××恢复至室温。 ②调节×××与×××两端液面相平。 ③视线与×××在同一水平线上。 E装置：直接测量固液反应产生气体的体积，注意应恢复至室温后，读取注射器中气体的体积(一般适合滴加液体量比较少的气体体积测量)。 (2)间接测量法。如F装置是通过测量气体排出的液体体积来确定气体体积。 欲测定金属镁的相对原子质量，请利用下图给定的仪器组成一套实验装置(每个仪器只能使用一次，假设气体的体积可看作标准状况下的体积)。
填写下列各项(气流从左到右)： (1)各种仪器连接的先后顺序是________接________、________接________、________接________、________接________(用小写字母表示)。 (2)连接好仪器后，要进行的操作有以下几步，其先后顺序是__________________(填序号)。 ①待仪器B中的温度恢复至室温时，测得量筒C中水的体积为V a mL； ②擦掉镁条表面的氧化膜，将其置于天平上称量，得质量为m g，并将其投入试管B中的带孔隔板上； ③检查装置的气密性； ④旋开装置A上分液漏斗的活塞，使其中的水顺利流下，当镁完全溶解时再关闭这个活塞，这时A中共放入水V b mL。 (3)根据实验数据可算出金属镁的相对原子质量，其数学表达式为 ________________________________________________________________________。 (4)若试管B的温度未冷却至室温，就读出量筒C中水的体积，这将会使所测定镁的相对原子质量数据________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 (5)仔细分析上述实验装置后，经讨论认为结果会有误差，于是又设计了如下图所示的实验装置。 ①装置中导管a的作用是_______________________________________________________。 ②实验前后碱式滴定管中液面读数分别为V1 mL、V2 mL。则产生氢气的体积为________mL。 答案(1)a h g b c f e d(2)③②④① (3)22.4×1 000m V a－V b (4)偏小(5)①使分液 漏斗内气体压强与锥形瓶内气体压强相等，打开分液漏斗活塞时稀硫酸能顺利滴下；可以消除由于加入稀硫酸引起的氢气体积误差②V1－V2 解析(1)根据实验目的及各装置的特点分析可知：利用A装置中的水压将E中稀盐酸压至B 中，产生的气体通过将D中的水排入C中测量其体积，所以连接顺序为a→h→g→b→c→f→e→d。 (2)综合考虑各实验步骤可知先后顺序为③②④①。 (3)由题意知： Mg～H2 M22.4 L m(V a－V b)×10－3 L
资源信息表 第十章说明
本章主要介绍了三个定量实验的原理、装置、操作步骤、数据处理、误差分析等知识与方法。这些内容是高中化学教学的重点，是帮助学生形成化学定量测定科学方法、态度、技能的重要载体。定量实验的原理与方法是本章教学的重点，误差分析是本章教学的难点。 本章教材内容是在学生学习了物质的量、气体摩尔体积、物质的两浓度，电解质溶液，卤素、氮硫、金属等化合物知识，掌握了一些探究物质性质与变化的常见方法的基础上，引导学生学习定量测定实验的基本方法，为今后深入学习化学知识以及认识现代化工生产中，定量测定的应用做准备。 通过本章的学习，帮助学生体会定性实验与定量实验区别，认识定量实验的原理与方法，形成严谨思维品质和科学素养。通过测定1摩尔气体体积、结晶水含量测定、中和滴定三个原理和方法的学习，以及实验方案讨论与设计，掌握相关仪器的使用方法与操作技能，了解定量实验设计的关键，理解间接测定的方法，掌握定量实验的基本原理与一般方法，以及从具体到抽象的思维方法；体验定量测定中转化的思想方法对人类科学活动的影响与作用，初步形成严谨的科学态度和习惯，以及环境保护意识；感悟实事求是、严肃认真、一丝不苟的科学态度对个人和社会发展的重要作用。
10．1 测定1mol气体的体积（共3+1课时）第1课时测定1mol气体体积的方法 [设计思想] 测定1摩尔气体体积的定量实验是教材的重点，也是学生学习的难点。它是帮助学生体会定性实验与定量实验区别，认识定量实验设计的方法，形成严谨思维品质和科学素养的重要载体。教学设计着重于学生自己对实验的设计、改进、完善。通过测定1摩尔气体体积的实验方案讨论与设计，了解定量实验设计的关键，概括出定量实验的基本原理与一般方法，掌握从具体到抽象的思维方法，以及间接测定的方法，体验定量测定中转化的思想方法对人类科学活动的影响与作用，初步形成严谨的科学态度和习惯。 一．教学目标 1．知识与技能 （1）气体摩尔体积与温度和压强的关系（B）。 （2）定性实验与定量实验的区别，定量实验中的直接测量与间接测量及其相互关系（A）。（3）测定1摩尔气体体积的实验设计技能（B）。 2．过程与方法 （1）综合已学过的知识，通过类比、迁移、分析，明白实验原理。 （2）通过测定1摩尔气体体积的实验设计，认识定量测定中转化的思想方法。
一、测定气体体积的方法 (一)用量筒直接收集测量气体（O2、H2）体积 1.何时开始收集气体： 2.测量收集到气体的体积步骤如下，操作的正确顺序是 A.调整水准管使两端液面相平； B.使量器管内的气体冷却至室温； C.读取量筒内气体的体积。 3.若量筒预先盛满水时为500mL，完全反应后，读数时量筒内液面刻度为300mL，则生成气体的体积为mL 4.若实验结束时，量筒内的液面高于水槽中的液面，要使量筒内外液面的高度相同可采用的操作是（填操作方法），否则测得的氧气体积（填“偏小”或“偏大”） 5.保持导管口高于量筒中液面的目的是。 A.防止液体倒吸到试管中导致试管炸裂 B.便于少量气体回流，减小实验。 （二）排水测量气体的体积 1.右图测量O2体积的装置是（选填图中“a”“b”“c”） 集气瓶上方原有的空气对实验的结果_______（填“有”或 “没有”）明显影响？ 3.右图测量二氧化碳气体的体积，其中在水面上放一层植物油的 目的是_______________________________ 4.（1）制备二氧化碳并测定生成二氧化碳的体积，设计了如图的实验方案： 若用此装置收集，则所测CO2气体的体积__________（填“偏大”、 “偏小”、“不变”），理由是：__________________________________。 改进措施是__________________________________________________。 （2）改进后的实验方案，即使操作全部正确，则所测CO2气体的体积偏大， 原因是如何改进？ （3）橡皮管的作用有：，。
（三）量气管测量气体体积 1.测量收集到气体的体积步骤，以下操作的正确顺序是 A.调整水准管使两端液面相平； B.使量器管内的气体冷却至室温； C.读取量气管内气体的体积； D.视线与最低凹液面相平。 2.以下装置能避免因液体下滴占气体体积使测得气体的体积偏大的装置 A B C D （四）用注射器直接测量： 1.盛有催化剂的试管中(填“一次性”或“缓慢分次”）注入 14ml过氧化氢溶液，注射器中收集到的气体体积为46ml， 则生成的氧气体积为。 2.若从分液漏斗滴入锥形瓶内的双氧水的体积为V1，注射器中 收集到的气体体积为V2，则生成的氧气体积为。
第07讲 测定1mol 气体的体积 一、知识梳理： (一)探究测定1 mol 气体的体积 【实验名称和目的】 测定1 mol 氢气的体积(用镁跟足量的稀硫酸反应制取氢气)。 【实验原理】某温度下，用一定量的镁带跟足量的稀硫酸反应，测出产生氢气的体积，从而计算出该温度下1 mol 氢气的体积。故直接测定的物理量为镁带的质量m(Mg)g 和氢气的体积V(H 2)L 。计算方法为： 1mol 氢气的体积（L ）2222()()()()()() V H V H V H n H n Mg m Mg ===×24 【气体摩尔体积测量装置】 气体摩尔体积测定装置(如下图示)由三部分组成，左边是气体发生器，中间是储液瓶，右边是液体量瓶。储液瓶上的刻度线标明了容积约为200 mL 的位置，液体量瓶的容积约为130 mL ，量瓶瓶颈上有110~130 mL 刻度线，可正确读出进入量瓶的液体的体积。全部装置固定在专用底座上。底座放置气体发生器、液体量瓶的位置下有螺旋，能作高低的微调。 如要测定1 mol 氢气的体积，则取一定质量的镁带跟稀硫酸在气体发生器中完全反应，产生的氢气把储液瓶中液体(品红溶液)压入液体量瓶，读出液体数据转换成氢气的体积，进行计算推算出实验温度时1 mol 氢气的体积。 【友情提示】(1)这是一个固体和液体不需要加热产生气体的装置，用测气管既作反应器又作导管还做气体收集装置，其优点是避免装置连接环节过多而导致误差较大的情况。但若镁条过多，产生的气体超出测气管的量程，则必须重做。 (2)不用启普发生器的原因是，镁条要完全溶解，没有必要“随用随开”，再者启普发生器空间太大，即使用质量差法也误差较大。 (3)这个气体发生器，储液瓶和液体量瓶的设计，液体量瓶就是量筒的作用，但量程比量筒大，刻度部分较细，读数比量筒要准确。缺点是：连接导管较长，气密性检查要做好，即便如此，还因排除液体部分滞留在导气管中不能完全导入液体量瓶对实验结果的负面影响。如果将产生的气体用排水法直接通入倒置的量筒中(本实验不会产生倒吸)也是可行的。本实验的设计和使用注意事项，关键在于准确。
常温下1mol气体体积的测定 1、以碳酸钙为原料，用化学反应气体体积测定仪（如图）来测定1 mol CO2的体积。回答下列问题： （1）图中仪器A的 名称是_____， 其中发生反应的方程式为____ （2）B瓶中的液体最好选用___（填编号） a. 品红溶液 b. 饱和碳酸氢钠溶液 c. 用稀硫酸酸化的品红溶液 （3）完成一次测定实验，需要用____次注射器，其中最后一次是反应结束后在A瓶的加料口处抽气，使____________________________
（4）20℃时实验测得的数据如下表： 根据上述数据可以计算出该条件下1mol CO2的体积为_______ L （精确到0.1） （5）下列情况会导致实验结果偏高的是______（填编号） a. 碳酸钙中含有碳酸镁杂质 b. 储液瓶中的液体是水 c. 液体量瓶读数时俯视 d. 反应完成后未进行抽气，就读数
2、在常温常压下，可利用下列装置来测定气体体积 （1）写出装置名称：A 。C装置的作用是。 （2）若称取0.113 g镁带跟10.00 mL 稀硫酸（足量）完全反应制取氢气，并测定1 mol氢气的体积（在常温常压下测定）。反应结束时C中的液面刻度为128.00 mL，则得此条件下1 mol氢气的体积为L（精确到0.001）。 （3）上述测出1 mol氢气的体积比该温度和压强下的理论值偏高的原因是（假设操作和装置都无问题）（选填编号，下同）。 抽气装置
A．未冷却到室温 B．反应速率太快 C．未进行抽气操作 D．装置气密性不好 （4）若利用上述装置测定CO2的气体摩尔体积。 ①B中所盛放的液体应为 A．饱和Na2CO3溶液 B．饱和NaHCO3溶液 C．水D．澄清石灰水 ②仪器A中盛放的试剂应为____ A．大理石，浓盐酸B．纯碳酸钠，稀硫酸C．纯碳酸钙，稀硫酸D．纯碳酸钠，稀盐酸 （5）用以上装置测出的气体摩尔体积均比理论值大，你认为减小实验误
测定1mol 气体的体积 教学目标： （1）理解实验目的和原理。 （2）会设计典型的实验仪器替代装置。 （3）学会测定1mol 气体体积实验装置的装配操作技能。 （4）掌握数据记录与处理的技能，培养书写完整实验报告的能力。 教学重难点： 重点：实验装置和实验操作步骤设计以及装置的装配训练 难点：实验装置和实验操作步骤设计 1.影响气体体积大小的内因主要有分子个数、分子间隙，外因有温度和压强。 2.气体摩尔体积：在标准状况下（0℃、101.3kPa ），1mol 任何气体所占的体积约是22.4L. 3.如何定量测定1mol 气体的体积Vm ？ 因为Vm=V/n ，n=m/M ，所以Vm= V·M/m （1）如何测定气体体积V ？→排水法测定气体的体积V. （2）如何测定气体质量m ？→通过称量固体质量间接测定气体的质量m. 可见，气体摩尔体积的测定采用的是转换法。 4.实验原理：Mg + H 2SO 4→ MgSO 4 + H 2↑ 1mol 1mol ∴氢气的物质的量等于镁的物质的量。 )()(24)()()()()()()()(222222Mg m H V Mg M Mg m H V Mg n H V H n H V H V m ?==== 5.实验装置： 气体体积测定仪1套：气体发生器A 、储液瓶B （内装品红溶液）、液体量瓶C （瓶颈上有110～ 130mL 刻度线）、注射器1只、电子天平、砂纸。 6.实验步骤： （1）装配好化学反应气体体积测定仪，作气密性检查：用橡皮塞塞紧A 瓶加料口，B 瓶内导管中的液面会上升，上升液柱在1min 内不下降，则说明气密性良好。 （2）用砂皮擦去镁带表面的氧化物，然后称取0.100g ～0.110g 的镁带，把数据记录于表格。 （3）取下A 瓶加料口的橡皮塞，用小烧杯加入20mL 水，目的是降低反应时硫酸的浓度，再把称量的镁带加到A 瓶的底部，用橡皮塞塞紧加料口。 （4）用注射器从A 瓶加料口处抽气，使B 瓶导管内外液面相平。注射器拔出时要注意捏住针头拔出。 （5）用注射品吸入10mL 3mol/L 硫酸，用针头扎进A 瓶加料口橡皮塞，将硫酸注入A 瓶，注 入后迅速拔出针头。观察现象，记录气体温度。 （6）当镁带完全反应后，读取C 瓶中液体的体积，读数估计至0.1mL ，把数据记录于表格中。 （7）用注射器从A 瓶加料口处抽气，使B 瓶导管内外液面相平。记录抽出气体的体积，把数 据记录于表格。 （8）重复上述操作，进行二次实验（将C 瓶中的品红溶液倒回B 瓶，倒去A 瓶内反应液，洗
高二化学秋季班（教师版）
一、相关知识回顾 1．气体摩尔体积 在标准状况(指_____℃，__________kPa ，符号S.T.P.)下，1mol 任何气体所占的体积都约是22.4L ，这个体积叫做气体摩尔体积。符号是V m ，单位为L/mol 。22.4L/mol 是在标准状况下气体摩尔体积的物理常数。 Vm = n V 单位：L/mol 【答案】0 101.3 2．气体体积与其他物理量之间的转换 【练习】如果ag 某气体中含有分子数为b ，则cg 该气体在标准状况下的体积是 （ ） A ．22.4bc/aN A L B ．22.4ab/cN A L C ．22.4ac/bN A L D ．22.4b/cN A L 【答案】A 二、测定1mol 气体体积的实验 1．实验原理 1mol 气体体积的测定 知识梳理 /M 物质的量 气体体积 （标况下） 微粒数 质量 ×V m /V m ×N A / N A × M
以1摩尔H2体积的测定为例，用一定量的镁跟足量稀硫酸反应产生氢气，并测定其摩尔体积。 Mg + H2SO4 → MgSO4 + H2↑ 则Vm=_________________________________________ ___________________________________________ 2．实验装置 气体摩尔体积测定装置由三部分组成，A是________________，B 是________________，C是__________________。 3．实验步骤 （1）装配好化学反应气体体积测定仪，做__________________。 （2）用砂皮擦去镁带表面的氧化物，然后称取0.100~0.110g镁带（精确至0.001g），把数值记录于表格。 （3）在A瓶出气口处拆下胶管，使A瓶倾斜，取下A瓶加料口橡皮塞，用小烧杯加入约20mL 水于A瓶中（目的是________________________），再把已称量的镁带加到A瓶底部，用橡皮塞塞紧加料口。 （4）用注射器在A瓶加料口抽气，使B瓶导管内液面和导管外液面持平。注射器拔出时要注意捏住针头拔出。 （5）用注射器吸取10mL 3mol/L硫酸，用针头扎进A瓶加料口橡皮塞慢慢注入硫酸。观察现象，记录气体温度。 （6）当镁带完全反应后，读出C瓶中液体的体积，读数估计至0.2~0.3mL（最小刻度值0.5mL 的一半），记录于表格。 （7）用注射器在A瓶加料口抽气，使B瓶中导管内外液面持平。记录抽出气体的体积，把数据记录于表格。 （8）将计算后的氢气体积填入表格。 （9）重复上述操作进行第二次实验。 【答案】V(H2)/n(H2)=V(H2)/n(Mg)=V(H2)M(Mg)/m(Mg) 气体发生器储液瓶液体量瓶气密性检查 降低反应时硫酸的浓度
测量气体体积的方法 文／巩庆凯胡贵和 测量气体体积是一项基本的实验技能，因此学生需要掌握正确的测量方法。测量方法可分为直接测量法和间接测量法两种。现结合有关试题加以说明。 一、直接测量法 直接测量法就是将气体通入带有刻度的容器中，直接读取气体的体积。根据所用测量仪器的不同，直接测量法可分为倒置量筒法和滴定管法两种。 1．倒置量筒法 将装满液体（通常为水）的量筒倒放在盛有液体的水槽中，气体从下面通入，实验结束，即可读取气体的体积。1998年高考27题和2001年“3+2”高考20题均用到这一装置，现以2001年“3+2”高考20题为例说明。 例1 某学生利用氯酸钾分解制氧气的反应测定氧气的摩尔质量，实验步骤如下： ①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，质量为ag。 ②装好实验装置（如图1）。 图1 实验装置 ③检验装置气密性。 ④加热开始反应，直到产生一定量的气体。 ⑤停止加热（如图，导管出口高于液面）。 ⑥测量收集到气体的体积。
⑦准确称量试管和残留物的质量为bg。 ⑧测量实验室的温度。 ⑨把残留物倒入指定的容器中，洗净仪器，放回原处，把实验桌面收拾干净。 ⑩处理实验数据，求出氧气的摩尔质量。 回答下列问题： （1）如何检查装置的气密性? （2）以下是测量收集到气体体积必须包括的几个步骤：①调整量筒内外液面高度使之相同；②使试管和量筒内的气体都冷却至室温；③读取量筒内气体的体积。这三步操作的正确顺序是：________（请填写步骤代号）。 （3）测量收集到的气体体积时，如何使量筒内外液面的高度相同?________。 （4）如果实验中得到的氧气体积是cL（25℃、1．01×10５Ｐａ），水蒸气的影响忽略不计，氧气的摩尔质量的计算式为（含a、b、c，不必化简）：）＝________。 Ｍ（Ｏ ２ 解析：这是一道集考查实验基本操作和化学计算于一体的试题。1995年和1997年的试测题都曾涉及过装置气密性的检查，学生对此并不陌生。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。观察装置图可知，量筒内液面高于水槽液面，只要将量筒慢慢下的摩尔质量可根据摩尔质量的定义求得。 移即可。Ｏ ２ 答案：（1）将导管的出口浸入水槽的水中，手握住试管，有气泡从导管口逸出，放开手后，有少量水进入导管，表明装置不漏气。 （2）②①③ （3）慢慢将量筒下移