1、热点回头专练气体定量测定在实验中的强化应用(教师用书独具)1某实验小组利用反应2CuO2Cl22CuCl2O2测定铜的近似相对原子质量，可供选择的装置如图所示。方案一：通过测定反应物CuO的质量m(CuO)和产物O2的体积V(O2)来测定铜的近似相对原子质量。(1)按气流方向从左到右用胶管(图中未画出)将选择的仪器组合成一套实验装置，连接顺序为a()()()()()()() ()b。(2)装置B是由干燥管和碱式滴定管改造而成的测量气体体积的装置，实验前滴定管液面初读数为V1 L，实验后恢复到室温，调节装置两侧液面相平后得到末读数为V2 L，设室温时气体摩尔体积为Vm Lmol1，且E装置中Cu
2、O的质量为m1 g，充分反应后生成CuCl2的质量为m2 g，则铜的近似相对原子质量的表达式为_用含m1、V1、V2的代数式表示。(3)若氧化铜中混有铜，则测定结果_(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。(4)装置E在实验过程中的主要现象是_。方案二：利用A、D、E、F四套装置(尾气由其他的装置处理)完成测定任务。(5)你认为测定的物理量有_(写出一组)，按你测定的物理量，写出铜的近似相对原子质量的表达式：_。解析方案一：通过测定反应物CuO的质量m(CuO)和产物O2的体积V(O2)来测定铜的近似相对原子质量；方案二：通过测定反应物CuO的质量和产物CuCl2的质量来测定铜的近似相对原子质量
3、。实验前要设计得到纯净的Cl2，装置A：MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O，得到Cl2中含有HCl和水蒸气，用装置D来除去HCl，用装置F干燥Cl2。在装置E中发生反应2CuO2Cl22CuCl2O2。当用方案一时，先用装置C(碱石灰)除去多余的氯气，再用装置B测量V(O2)，因此方案一仪器连接顺序为aefijghcdb。2CuOO22M(Cu)32 Vmm1 V1V2，M(Cu)16。CuOCuCl2M(Cu)16 M(Cu)71m1 m2，可得M(Cu)。答案(1)efijghcd(2)16(3)偏大(4)固体由黑色变成棕黄色(5)m1、m22某同学利用氯酸钾分解制氧气的反应，
4、测定氧气的摩尔质量，实验步骤如下：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a g。装好实验装置。检查装置气密性。加热，开始反应，直到产生一定量的气体。停止加热(如图所示，导管出口高于液面)。测量收集到的气体的体积。准确称量试管和残留物的质量为b g。测量实验室的温度。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。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)以下是测量收集到的气体体积必须包括的几个步骤：调整量筒内外液面高度使之相同；使试管和量筒内的气体都冷却至室温；读取量筒内气体的体积。这三步操
5、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c L(已换算为标准状况)，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)_。解析解答定量实验题的一般方法为先看实验目的，再分析实验的反应原理和计算原理。该实验的反应原理为2KClO32KCl3O2计算原理为M(O2)，m(O2)a gb g，n(O2)，所以，该实验的关键在于准确测定氧气的体积。而气体的体积取决于两个因素：一是温度，二是压强。这就要求读数时，气体温度要与室温一致，量筒内外压强一致。在弄清原理后，再考虑实验的每一
6、步操作。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，并形成稳定的液柱，表明装置不漏气(2)(3)慢慢将量筒上下移(4)3某课外兴趣小组为探究某种合金(含Mg、Al)中铝的含量，设计如图装置进行实验。(1)如何检查该装置的气密性？_ _。(2)写出该合金与氢氧化钠溶液反应的离子方程式：_ _。(3)使足量氢氧化钠溶液与a g合金(固体M)充分反应，进入量气管的气体体积为V mL(已换算成标准状况，下同)。若a0.036，V22.4，该合金中铝的质量分数是_。(4)若将装置中的氢氧化钠溶液替换为足量的盐酸，与a g合金粉末充分反应，则进入量气管
7、内的气体体积_(填“”、“能4饱和氯水与石灰石反应是制取较浓HClO溶液的方法之一。某兴趣小组进行了如下实验探究。实验一：定性研究。在试管中加入过量的块状碳酸钙，再加入约20 mL饱和氯水(如图所示)，充分反应，有少量气泡产生，溶液浅黄绿色褪去；过滤，将滤液滴在有色布条上，发现滤液比氯水的漂白性更强；为了确定反应产物，将滤液分为三份，分别进行以下实验：第一份与石灰水混合，立即产生大量白色沉淀；第二份与稀盐酸混合，立即产生大量无色气体；第三份滤液加热，看到滤液变浑浊且有大量无色气体产生。经检测，上述实验中产生的无色气体均为CO2。请回答：(1)反应后所得的溶液漂白性比氯水强的原因是_ _。(2)
8、依据上述实验可推知：滤液中的溶质除CaCl2、HClO外，还有_(填写溶质的化学式)。实验二：定量研究。在圆底烧瓶底部，用一塑料网包住块状石灰石(过量)与150 mL饱和氯水反应，按下图所示装置实验，待不再产生气泡后，将塑料网中剩余的石灰石提出液面，将装置密封后再加热，煮沸烧瓶中的液体，量筒中的气体不再增加时停止实验。请回答：(3)实验结束后检测到量筒中收集到的气体除CO2外还有O2，请写出中产生O2的化学反应方程式_。(4)为减少用装置收集气体过程中CO2因溶解而造成的损失，请你对装置进行改进(水槽中仍为水)，最简单的方法是_。解析(1)由于次氯酸的酸性弱于碳酸的酸性，但强于HCO3的酸性，
9、所以碳酸钙只与盐酸反应，与氯水中的次氯酸是不反应的。即CaCO3消耗了氯水中的盐酸，使可逆反应Cl2H2OHClHClO的平衡向右移动，HClO浓度增大，所以漂白性增强。(2)第一份滤液与石灰水混合，立即产生大量白色沉淀，第二份与稀盐酸混合，立即产生大量CO2，因此可以判断白色沉淀是碳酸钙，所以滤液中还存在的溶质是碳酸氢钙。(3)次氯酸不稳定，受热易分解生成氧气和氯化氢，反应方程式为2HClO2HClO2。(4)气体的溶解度随温度的升高而降低，所以要减小CO2溶解带来的损耗，可以将水槽中的水换为热水。答案(1)CaCO3消耗了氯水中的盐酸，使可逆反应Cl2H2OHClHClO的平衡向右移动，H
10、ClO浓度增大(2)Ca(HCO3)2(3)2HClO2HClO2(4)将水槽中的水换为热水(答案合理即可)5有一含NaCl、Na2CO310H2O和NaHCO3的混合物，某同学设计如下实验，通过测量反应前后C、D装置质量的变化，测定该混合物中各组分的质量分数。(1)加热前通入空气的目的是_，操作方法为_。(2)装置A、C、D中盛放的试剂分别为：A_，C_，D_。(3)若将A装置换成盛放NaOH溶液的洗气瓶，则测得的NaCl的含量将_(填“偏高”、“偏低”或“无影响”，下同)；若B中反应管右侧有水蒸气冷凝，则测定结果中NaHCO3的含量将_；若撤去E装置，则测得Na2CO310H2O的含量将_
11、。(4)若样品质量为w g，反应后C、D增加的质量分别为m1 g、m2 g，由此可知混合物中NaHCO3的质量分数为_(用含w、m1、m2的代数式表示)。解析(2)A、C、D都是U形管，不能盛液体试剂，只能盛固体试剂。A处试剂必须同时吸收CO2和水蒸气。故A处盛的是碱石灰；C、D两处分别吸收水蒸气和CO2，故C处可盛无水硫酸铜(或无水CaCl2、P2O5等)，D处可盛碱石灰。(3)若A装置盛放NaOH溶液只吸收CO2，不吸收水蒸气，则混合物中产生水蒸气的Na2CO310H2O和NaHCO3的总质量在计算中会增大，因此测得的NaCl的含量会偏低；若B中反应管右侧有水蒸气冷凝，则水蒸气总质量减小，Na2CO310H2O和NaHCO3的总质量在计算中会减小，但是NaHCO3的质量是根据CO2的质量进行计算，所以测得的NaHCO3的含量不受影响；若撤去E装置，则D装置可吸收来自外界空气中的CO2，使得NaHCO3的质量在计算中会增大，故测得的Na2CO310H2O的含量会偏低。(4)NaHCO3的质量分数：284 gmol1w g100%。答案(1)除去装置中的水蒸气和二氧化碳关闭b，打开a，缓缓通入空气，直至a处出来的空气不再使澄清石灰水变浑浊为止(2)碱石灰无水硫酸铜(或无水CaCl2、P2O5等)碱石灰(3)偏低无影响偏低(4)%
