Question

14．氣體的密度容易受溫度和壓強(qiáng)的影響．熱愛科學(xué)的小欣學(xué)習(xí)了實(shí)驗(yàn)室制氧氣的方法后，想測量常溫、常壓下新制的氧氣的密度，小欣的科學(xué)老師告訴她：在化學(xué)反應(yīng)中，參加化學(xué)反應(yīng)的各物質(zhì)的質(zhì)量總和等于反應(yīng)后生成的各物質(zhì)的質(zhì)量總和，即質(zhì)量守恒．小欣在老師的指導(dǎo)下進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：
步驟一：檢查發(fā)生裝置的氣密性．
步驟二：往燒瓶中裝入適量的二氧化錳粉末．關(guān)閉分液漏斗的活塞，并將適量的過氧化氫溶液倒入分液漏斗中，測出發(fā)生裝置的總質(zhì)量為m₁克．
步驟三：取一個(gè)集氣瓶，用記號筆在適當(dāng)位置做標(biāo)記，將水注入集氣瓶到標(biāo)記處，用量筒測出這些水的體積為V₀ 毫升．再將集氣瓶灌滿水倒扣在水槽中等待收集．
步驟四：打開活塞，滴入過氧化氫溶液，同時(shí)開始收集氣體．調(diào)節(jié)集氣瓶在水中的上下位置，當(dāng)集氣瓶內(nèi)、外的液面相平且剛好達(dá)到標(biāo)記處時(shí)（如圖所示），暫停反應(yīng)．
步驟五：重復(fù)步驟四，再收集9瓶氣體．
步驟六：稱出反應(yīng)后發(fā)生裝置的總質(zhì)量為m₂克．
（1）小欣通過該實(shí)驗(yàn)，測得氧氣的密度是$\frac{{m}_{1}-{m}_{2}}{10{V}_{0}}$g/mL．
（2）步驟四中，控制集氣瓶內(nèi)、外液面保持相平的目的是使集氣瓶內(nèi)的氣壓與外界大氣壓保持相等，以收集到常壓下的氧氣．
（3）如果實(shí)驗(yàn)中裝置氣密性不良，將對測得的密度值有何影響？請說明理由：偏大；收集一定體積氧氣時(shí)，由于部分氧氣泄漏導(dǎo)致消耗的過氧化氫質(zhì)量增加，使測得氧氣的質(zhì)量偏大，所以密度偏大．

Answer 1

分析 （1）本題中共收集了10瓶氧氣，因此總體積是10V₀，已知總質(zhì)量和總體積，根據(jù)密度公式得到氧氣密度；
（2）步驟四中，控制集氣瓶內(nèi)、外液而保持相平的目的是：使集氣瓶內(nèi)的氣壓與外界大氣壓保持相等，以收集到常壓下的氧氣；
（3）如果實(shí)驗(yàn)中裝置氣密性不好，測得的氧氣的密度會(huì)偏大；收集一定體積氧氣時(shí)，由于部分氧氣泄漏導(dǎo)致消耗的過氧化氫質(zhì)量增加，使測得氧氣的質(zhì)量偏大．

解答 解：（1）本題中共收集了10瓶氧氣，因此總體積是10V₀，總質(zhì)量是m₁-m₂，
所以氧氣密度是ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{{m}_{1}-{m}_{2}}{10{V}_{0}}$；
（2）步驟四中，控制集氣瓶內(nèi)、外液而保持相平的目的是：使集氣瓶內(nèi)的氣壓與外界大氣壓保持相等，以收集到常壓下的氧氣；
（3）如果實(shí)驗(yàn)中裝置氣密性不好，測得的氧氣的密度會(huì)偏大．因?yàn)槭占�一定體積氧氣時(shí)，由于部分氧氣泄漏導(dǎo)致消耗的過氧化氫質(zhì)量增加，使測得氧氣的質(zhì)量偏大．
故答案為：（1）$\frac{{m}_{1}-{m}_{2}}{10{V}_{0}}$；（2）使集氣瓶內(nèi)的氣壓與外界大氣壓保持相等，以收集到常壓下的氧氣；
（3）偏大；收集一定體積氧氣時(shí)，由于部分氧氣泄漏導(dǎo)致消耗的過氧化氫質(zhì)量增加，使測得氧氣的質(zhì)量偏大，所以密度偏大．

點(diǎn)評 實(shí)驗(yàn)探究題是近幾年中考的熱點(diǎn)之一，它包括實(shí)驗(yàn)方法和過程的探究，實(shí)驗(yàn)結(jié)論和實(shí)驗(yàn)規(guī)律的探究等．本題通過實(shí)驗(yàn)資料和實(shí)驗(yàn)分析，得到了氧氣的密度，屬于結(jié)論性探究．同學(xué)們要具體分析，綜合掌握．