Question

【題目】某同學設計了測定氣體摩爾體積的探究實驗，利用氯酸鉀分解制O2。

實驗步驟如下：

①把適量的氯酸鉀粉末和少量二氧化錳粉末混合均勻，放入干燥的試管中，準確稱量試管和藥品的總質量為15.95 g。

②連接好實驗裝置，檢查裝置的氣密性。

③加熱，開始反應，直到不再有氣體產生為止。

④測量排入量筒中水的體積為285.0 mL，換算成標準狀況下氧氣的體積為279.7 mL.

⑤準確稱量試管和殘留物的質量為15.55 g。

根據上述實驗過程，回答下列問題：

(1)如何檢查裝置的氣密性？____________________________________________________________________________。

(2)試管中發生的化學反應方程式為：_______________________________________。

(3)以下是測量收集到氣體體積必須包括的幾個步驟：

①調整量筒的高度使廣口瓶和量筒內的液面高度相同

②使試管和廣口瓶內氣體都冷卻至室溫

③讀取量筒內液體的體積

這三步操作的正確順序是___________（請填寫步驟代碼）。

進行③的實驗操作時，若仰視讀數，則讀取氧氣的體積________（填“偏大”、“偏小”或“無影響”）。

(4)實驗過程中產生氧氣的物質的量是________mol；實驗測得氧氣的摩爾體積是________（保留小數點后兩位）。

Answer 1

【答案】往廣口瓶中注滿水，塞緊橡膠塞，按裝置圖連接好裝置，用手將試管底部捂熱，若觀察到廣口瓶中長玻璃管內液面上升，松開手后，過一會兒長玻璃管內的液面下降，則證明該裝置不漏氣。2KClO3 2KCl+3O2↑②①③偏小0.012522.38 L·mol－1

【解析】

(1)檢查裝置的氣密性的方法：往廣口瓶中注滿水，塞緊橡膠塞，按裝置圖連接好裝置，用手將試管底部捂熱，若觀察到廣口瓶中長玻璃管內液面上升，松開手后，過一會兒長玻璃管內的液面下降，則證明該裝置不漏氣。

(2)試管中的反應物為氯酸鉀粉末和少量二氧化錳粉末，加熱會發生化學反應生成氧氣和氯酸鉀。其化學反應方程式為2KClO3 2KCl+3O2↑。

(3)測量收集到氣體體積必須包括的步驟：②先使試管和廣口瓶內氣體都冷卻至室溫，①在調整量筒的高度使廣口瓶和量筒內的液面高度相同，③才能讀取量筒內液體的體積。三步操作的正確順序是②①③。讀取量筒內液體的體積時，若仰視讀數，則讀取氧氣的體積偏小。答案：②①③ 偏小

(4) 準確稱量試管和藥品的總質量為15.95 g，準確稱量試管和殘留物的質量為15.55 g，根據質量守恒定律，產生氧氣的質量為m=15.95 g-15.55 g=0.40g，根據n=m/M=0.40g/32gmol-1=0.0125mol；由測量排入量筒中水的體積為285.0 mL，換算成標準狀況下氧氣的體積為279.7 mL,根據Vm=V/n=(279.7 mL10-3)/0.0125mol=22.38 L·mol－1.答案：22.38 L·mol－1。