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(共19張PPT)
綜合大題中氣體體積、固體質量的測定
專題七 主觀題突破3
1.氣體體積的測量
(1)量氣裝置的改進
(2)量氣時應注意的問題
①量氣時應保持裝置處
于室溫狀態。
②讀數時要特別注意消除“壓強差”，保持液面相平，同時要注意視線與液面最低處相平。如圖(Ⅰ)、(Ⅳ)應使左側和右側的液面高度保持相平。
2.測定實驗中要有被測量氣體全部被測量的意識
如采取反應結束后繼續向裝置中通入“惰性”氣體以使被測量氣體全部被吸收劑吸收的方法。
3.測定實驗中要有“數據”的采集處理意識
實驗數據的采集是化學計算的基礎，一般來講，固體試劑稱質量，而液體試劑和氣體試劑則測量體積。
(1)稱量固體質量時，中學一般用托盤天平，可估讀到0.1 g，精確度要求高的實驗中可以用分析天平或電子天平，可精確到0.000 1 g。
(2)測量液體體積時，一般實驗中選用適當規格的量筒，可估讀到0.1 mL，準確度要求高的定量實驗如中和滴定中選用(酸式或堿式)滴定管或移液管，可估讀到0.01 mL。容量瓶作為精密的定容儀器，用于配制一定物質的量濃度的溶液，一般不用于量取液體的體積。
(3)氣體除了量取外，還可以稱量。稱量氣體的質量時一般有兩種方法：一種方法是稱量反應裝置在放出氣體前后的質量減小值；另一種方法是稱量吸收裝置吸收氣體前后的質量增大值。
【應用示例】
(1)利用如圖所示裝置制備氣體，并量取氣體的體積，a的作用是____________________________________________
　　　 　　　　　。
平衡氣壓，使分液漏斗中的液體順利滴下；可以消除由于液體滴入而使氣體體積增大的影響
(2)如圖所示，用量筒量取氣體體積時，應怎樣操作才能讀出氣體的體積？
　　　　 　 　　。
應將量筒慢慢地向下移動，當量筒中的液面和水槽中的液面相平時再讀數
(3)實驗中為了排盡空氣、充分吸收某種氣體、降低某種氣體的
濃度，常用性質穩定的氣體——氮氣作載氣。
回答在下列不同情況下氮氣的作用：
①若需測定該裝置中生成的氣體的質量，而系統內的空氣干擾
氣體的測定，則實驗前，通N2的作用是　　 　　；實驗后，通N2的作用是　　 　　。
②若生成的氣體在濃度高時容易發生爆炸，則N2的作用是____________
　　　　 　　　。
將空氣排盡
使生成的氣體被指定裝置充分吸收
稀釋氣體，
控制易爆炸氣體的濃度
【對點訓練】
1.元素分析是有機化合物的表征手段之一。按下圖實驗裝置(部分裝置略)對有機化合物進行C、H元素分析。
1
2
3
回答下列問題：
(1)將裝有樣品的Pt坩堝和CuO放入石英管中，先　　 　　　　　，而后將已稱重的U形管c、d與石英管連接，檢查　　 　　　。依次點燃煤氣燈　　　，進行實驗。
通入一定量的O2
裝置氣密性
b、a
1
2
3
實驗前，應先通入一定量的O2排盡石英管中的空氣，保證沒有其他產物生成，而后將U形管c、d與石英管連接，檢查裝置氣密性，隨后先點燃b處酒精燈后點燃a處酒精燈，保證當a處發生反應時產生的CO能被CuO氧化生成CO2。
1
2
3
(2)O2的作用有___________________________________________________
　　　　　　　。CuO的作用是　　　　　　 　(舉1例，用化學方程式表示)。
排出裝置中的空氣，氧化有機物，將生成的CO2和H2O完全趕入U形管中
CO+CuO Cu+CO2
有機物氧化不充分時會生成CO，而CuO可將CO氧化為CO2，反應的化學方程式為CO+CuO Cu+CO2。
1
2
3
(3)c和d中的試劑分別是　　、 　(填標號)。c和d中的試劑不可調換，理由是　　　 　　　　。
A.CaCl2　　　　　　　　　 B.NaCl
C.堿石灰(CaO+NaOH)　　　 D.Na2SO3
A
C
堿石灰可以同時吸收水蒸氣和二氧化碳
有機物燃燒后生成的CO2和H2O分別用堿石灰和無水CaCl2吸收，其中c管裝有無水CaCl2，d管裝有堿石灰，二者不可調換，因為堿石灰能同時吸收水蒸氣和二氧化碳，影響最后分子式的確定。
1
2
3
(4)Pt坩堝中樣品CxHyOz反應完全后，應進行操作：___________________
　　　 　　。
取下c和d管稱重。
熄滅a處煤氣燈，繼續通入一定量的O2，熄滅b處煤氣燈，冷卻至室溫，停止通O2
1
2
3
(5)若樣品CxHyOz為0.023 6 g，實驗結束后，c管增重0.010 8 g，d管增重0.035 2 g。質譜測得該有機物的相對分子量為118，其分子式為　　　。
C4H6O4
1
2
3
n(H)==0.001 2 mol；n(C)==0.000 8 mol；n(O)=
=0.000 8 mol；該有機物中C、H、O三種元素的原子個數比為0.000 8∶0.001 2∶0.000 8=2∶3∶2；質譜測得該有機物的相對分子量為118，則其分子式為C4H6O4。
1
2
3
2.Pb(四乙酸鉛，摩爾質量為443 g·mol-1)是有機合成中常用的氧化劑，為無色晶體，易溶于熱的冰醋酸，在冷溶液中溶解度較小，遇水易分解。通常由Pb3O4與O在乙酸中反應制得，涉及的反應有：
Pb3O4+4(CH3CO)2O==Pb(CH3COO)4+2Pb、2Pb+Cl2==Pb+PbCl2↓。
某實驗小組測定Pb的純度。組裝儀器
如圖，取10.0 g樣品溶于氯仿，放入三頸燒瓶，通N2一段時間后，連接干燥管，向三頸燒瓶中滴入足量HCOOH，充分反應，再次通N2一段時間，目的是____
　　　 ，實驗前后，干燥管 Ⅰ 質量增加0.88 g，則樣品的純度為　　　　。
生的CO2被干燥管Ⅰ中堿石灰完全吸收
使產
88.6%
1
2
3
四乙酸鉛的純度測定的實驗操作為通入氮氣將裝置中的空氣排盡，防止空氣中的二氧化碳干擾實驗，連接干燥管，向盛有四乙酸鉛氯仿溶液的三頸燒瓶中滴入足量甲酸，使四乙酸鉛與甲酸充分反應生成二氧化碳，再次通入氮氣將反應生成的二氧化碳被干燥管 Ⅰ 中堿石灰完全吸收，裝置 Ⅱ 中盛有的堿石灰用于吸收空氣中的二氧化碳和水蒸氣，防止被干燥管 Ⅰ 中的堿石灰吸收；由得失電子守恒可得轉化關系：Pb(CH3COO)4~HCOOH~CO2，實驗前后，干燥管Ⅰ質量增加0.88 g，則樣品的
純度為×100%=88.6%。
3.采用下列裝置驗證過碳酸鈉中碳酸鈉和過氧化氫的物質的量之比是2∶3(不考慮過碳酸鈉含有雜質)。
1
2
3
(1)裝置 Ⅱ 中的試劑為　　　　　。
濃H2SO4
1
2
3
首先向裝置通入經過裝置Ⅴ中氫氧化鈉處理過的空氣，排盡裝置中的空氣，防止空氣中的二氧化碳干擾實驗，裝置 Ⅰ 中過碳酸鈉和稀硫酸反應生成二氧化碳氣體，經過裝置 Ⅱ 干燥后，二氧化碳在裝置 Ⅲ 中被堿石灰吸收，裝置 Ⅳ 防止空氣中的二氧化碳、水進入裝置 Ⅲ 中干擾實驗結果。
由分析可知，裝置 Ⅱ 中的試劑為濃H2SO4。
1
2
3
(2)裝置接口的連接順序為　　　　　(用ABCDE字母表示)。
(3)若實驗操作準確，則裝置Ⅲ理論上應增重　　　g。
EABCD
0.88
根據碳元素守恒，3.14 g過碳酸鈉生成二氧化碳的質量為×
2×44 g·mol-1=0.88 g，故若實驗操作準確，裝置 Ⅲ 理論上應增重0.88 g。綜合大題中氣體體積、固體質量的測定
　　　　　　　　　　　　　　　　
1.氣體體積的測量
(1)量氣裝置的改進
(2)量氣時應注意的問題
①量氣時應保持裝置處于室溫狀態。
②讀數時要特別注意消除“壓強差”，保持液面相平，同時要注意視線與液面最低處相平。如圖(Ⅰ)、(Ⅳ)應使左側和右側的液面高度保持相平。
2.測定實驗中要有被測量氣體全部被測量的意識
如采取反應結束后繼續向裝置中通入“惰性”氣體以使被測量氣體全部被吸收劑吸收的方法。
3.測定實驗中要有“數據”的采集處理意識
實驗數據的采集是化學計算的基礎，一般來講，固體試劑稱質量，而液體試劑和氣體試劑則測量體積。
(1)稱量固體質量時，中學一般用托盤天平，可估讀到0.1 g，精確度要求高的實驗中可以用分析天平或電子天平，可精確到0.000 1 g。
(2)測量液體體積時，一般實驗中選用適當規格的量筒，可估讀到0.1 mL，準確度要求高的定量實驗如中和滴定中選用(酸式或堿式)滴定管或移液管，可估讀到0.01 mL。容量瓶作為精密的定容儀器，用于配制一定物質的量濃度的溶液，一般不用于量取液體的體積。
(3)氣體除了量取外，還可以稱量。稱量氣體的質量時一般有兩種方法：一種方法是稱量反應裝置在放出氣體前后的質量減小值；另一種方法是稱量吸收裝置吸收氣體前后的質量增大值。
應用示例
(1)利用如圖所示裝置制備氣體，并量取氣體的體積，a的作用是　　　 　　　　。
(2)如圖所示，用量筒量取氣體體積時，應怎樣操作才能讀出氣體的體積？
　　　 　　　　。
(3)實驗中為了排盡空氣、充分吸收某種氣體、降低某種氣體的濃度，常用性質穩定的氣體——氮氣作載氣。
回答在下列不同情況下氮氣的作用：
①若需測定該裝置中生成的氣體的質量，而系統內的空氣干擾氣體的測定，則實驗前，通N2的作用是　　　 　　　　；
實驗后，通N2的作用是　　　 　　　　　　　　　　。
②若生成的氣體在濃度高時容易發生爆炸，則N2的作用是　　　 　　　　。
對點訓練
1.元素分析是有機化合物的表征手段之一。按下圖實驗裝置(部分裝置略)對有機化合物進行C、H元素分析。
回答下列問題：
(1)將裝有樣品的Pt坩堝和CuO放入石英管中，先　　　　，
而后將已稱重的U形管c、d與石英管連接，檢查　　　　　　　。依次點燃煤氣燈　　　　　　　，進行實驗。
(2)O2的作用有　　　 　　　　。
CuO的作用是　　　 (舉1例，用化學方程式表示)。
(3)c和d中的試劑分別是　　　　、　　　　(填標號)。c和d中的試劑不可調換，理由是
　　　　。
A.CaCl2　　　　　　　　　　B.NaCl
C.堿石灰(CaO+NaOH)　　　D.Na2SO3
(4)Pt坩堝中樣品CxHyOz反應完全后，應進行操作：　　　 　　　　。
取下c和d管稱重。
(5)若樣品CxHyOz為0.023 6 g，實驗結束后，c管增重0.010 8 g，d管增重0.035 2 g。質譜測得該有機物的相對分子量為118，其分子式為　　　　　　　。
2.Pb(四乙酸鉛，摩爾質量為443 g·mol-1)是有機合成中常用的氧化劑，為無色晶體，易溶于熱的冰醋酸，在冷溶液中溶解度較小，遇水易分解。通常由Pb3O4與O在乙酸中反應制得，涉及的反應有：
Pb3O4+4(CH3CO)2OPb(CH3COO)4+2Pb、2Pb+Cl2Pb+PbCl2↓。
某實驗小組測定Pb的純度。組裝儀器如圖，取10.0 g樣品溶于氯仿，放入三頸燒瓶，通N2一段時間后，連接干燥管，向三頸燒瓶中滴入足量HCOOH，充分反應，再次通N2一段時間，目的是　　　 　　　　，
實驗前后，干燥管 Ⅰ 質量增加0.88 g，則樣品的純度為　　　　。
3.采用下列裝置驗證過碳酸鈉中碳酸鈉和過氧化氫的物質的量之比是2∶3(不考慮過碳酸鈉含有雜質)。
(1)裝置 Ⅱ 中的試劑為　　　　　。
(2)裝置接口的連接順序為　　　
(用ABCDE字母表示)。
(3)若實驗操作準確，則裝置Ⅲ理論上應增重　　　　　g。
答案精析
應用示例
(1)平衡氣壓，使分液漏斗中的液體順利滴下；可以消除由于液體滴入而使氣體體積增大的影響
(2)應將量筒慢慢地向下移動，當量筒中的液面和水槽中的液面相平時再讀數
(3)①將空氣排盡　使生成的氣體被指定裝置充分吸收　②稀釋氣體，控制易爆炸氣體的濃度
對點訓練
1.(1)通入一定量的O2　裝置氣密性　b、a
(2)排出裝置中的空氣，氧化有機物，將生成的CO2和H2O完全趕入U形管中　CO+CuOCu+CO2　(3)A　C　堿石灰可以同時吸收水蒸氣和二氧化碳　(4)熄滅a處煤氣燈，繼續通入一定量的O2，熄滅b處煤氣燈，冷卻至室溫，停止通O2
(5)C4H6O4
解析　(1)實驗前，應先通入一定量的O2排盡石英管中的空氣，保證沒有其他產物生成，而后將U形管c、d與石英管連接，檢查裝置氣密性，隨后先點燃b處酒精燈后點燃a處酒精燈，保證當a處發生反應時產生的CO能被CuO氧化生成CO2。(2)有機物氧化不充分時會生成CO，而CuO可將CO氧化為CO2，反應的化學方程式為CO+CuOCu+CO2。(3)有機物燃燒后生成的CO2和H2O分別用堿石灰和無水CaCl2吸收，其中c管裝有無水CaCl2，d管裝有堿石灰，二者不可調換，因為堿石灰能同時吸收水蒸氣和二氧化碳，影響最后分子式的確定。
(5)n(H)==0.001 2 mol；
n(C)==0.000 8 mol；
n(O)==
0.000 8 mol；該有機物中C、H、O三種元素的原子個數比為0.000 8∶0.001 2∶0.000 8=2∶3∶2；質譜測得該有機物的相對分子量為118，則其分子式為C4H6O4。
2.使產生的CO2被干燥管 Ⅰ 中堿石灰完全吸收
88.6%
解析　四乙酸鉛的純度測定的實驗操作為通入氮氣將裝置中的空氣排盡，防止空氣中的二氧化碳干擾實驗，連接干燥管，向盛有四乙酸鉛氯仿溶液的三頸燒瓶中滴入足量甲酸，使四乙酸鉛與甲酸充分反應生成二氧化碳，再次通入氮氣將反應生成的二氧化碳被干燥管 Ⅰ 中堿石灰完全吸收，裝置 Ⅱ 中盛有的堿石灰用于吸收空氣中的二氧化碳和水蒸氣，防止被干燥管 Ⅰ 中的堿石灰吸收；由得失電子守恒可得轉化關系：Pb(CH3COO)4~HCOOH~CO2，實驗前后，干燥管Ⅰ質量增加0.88 g，則樣品的純度為×100%=88.6%。
3.(1)濃H2SO4　(2)EABCD　(3)0.88
解析　首先向裝置通入經過裝置Ⅴ中氫氧化鈉處理過的空氣，排盡裝置中的空氣，防止空氣中的二氧化碳干擾實驗，裝置 Ⅰ 中過碳酸鈉和稀硫酸反應生成二氧化碳氣體，經過裝置 Ⅱ 干燥后，二氧化碳在裝置 Ⅲ 中被堿石灰吸收，裝置 Ⅳ 防止空氣中的二氧化碳、水進入裝置 Ⅲ 中干擾實驗結果。(1)由分析可知，裝置 Ⅱ 中的試劑為濃H2SO4。(3)根據碳元素守恒，3.14 g過碳酸鈉生成二氧化碳的質量為×2×44 g·mol-1=0.88 g，故若實驗操作準確，裝置 Ⅲ 理論上應增重0.88 g。

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