一、实验目的
1、练习启普发生器的使用和气体的收集
2、了解气体净化和干燥的原理和方法
3、了解气体密度法测定气体相对分子质量的原理和方法
4、进一步熟练掌握天平的使用
二、实验原理
1、根据阿伏伽德罗定律(PV=nRT),在同温同压下,有
m1/m2=Mr1/Mr2(1)
m1和Mr1为已知的分子质量和相对分子质量;m2和Mr2为未知的分子质量和相对分子质量。
2、本实验是把同体积的二氧化碳气体与空气(假定其平均相对分子质量为29.0)相比较。那么二氧化碳的相对分子质量:Mr(CO2)=[m(CO2)/m(空气)]×29.0(2)
3、m(CO2)由两次测量可得出
第一次测量充满空气的容器:m1’=m(容器)+m(空气)(3)
第二次测量充满二氧化碳的容器:m2’=m(容器)+m(空气)(4)
由(4)-(3),得:m(CO2)=(m2’-m1’)+m(空气)(5)
4、式中m(空气)=29.0PV/RT(6)
假定同温同压下称量充满水的容器质量:m3’=m(水)+m(容器)(7)
由(7)-(3)可得:m3’-m1’=m(水)-m(空气)≈m(水)
V=m(水)/ρ≈(m3’-m1’)/ρ,ρ为水的密度(1.00g/mol)
三、实验内容
1、连接好二氧化碳气体发生和净化装置。
2、用合适的橡胶塞塞住一个干燥洁净的锥形瓶,在橡胶塞上标记塞入瓶口的位置,称重,记录质量为m1’(精确至0.g)。
3、从启普发生器产生的二氧化碳气体,通过饱和NaHCO3溶液、浓硫酸、无水氯化钙,经过净化干燥后,导入锥形瓶内。2~3分钟后,用带火星的木条放在锥形瓶口,若立即熄灭,则已收集完全。此时将导管缓慢取出,立即用瓶塞塞住瓶口(塞在标记原位置处),天平称量记录为m2’。
4、重复通入二氧化碳,并称量,直至前后两次质量相符(两次质量相差不超过1~2mg)。
5、在瓶中装满水,塞好位置,再次在台秤上称重,精确至0.1g。
6、及时记录此时的室温和大气压。
四、注意事项
1、本实验用到火,使用时注意实验安全。
2、组装实验用具时,不得违规操作。
3、分析天平使用时注意保护天平。每次测量后关闭侧面玻璃门。
4、当检测到二氧化碳收集完全后,导管要缓慢拔出,防止已收集到的二氧化碳逸出。
5、每次塞塞子时,注意塞子位置前后保持一致,以减小误差。
6、注意实验顺序,先保证两次称量二氧化碳的质量误差在允许范围内,保证空气已经全部排出并且充满了二氧化碳,再经行下一步,水的质量称量。
7、大气压以及室温要实时记录,防止出现误差。
五、问题与思考
1、分析天平与台秤的区别,为什么测量二氧化碳+瓶子+瓶塞时要使用分析天平,而称量水+瓶子+瓶塞可以使用台秤?
2、计算锥形瓶容积时不考虑空气的质量,而计算二氧化碳的质量时却要考虑空气的质量?
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