題目列表(包括答案和解析)
已知理想氣體各參數(shù)p(壓強(qiáng))、V(體積)、T(溫度)、n(物質(zhì)的量)滿足理想氣體狀態(tài)方程pV=nRT。某學(xué)校課外活動(dòng)小組粗略測(cè)定理想氣體狀態(tài)方程中氣體常數(shù)R的值,下面是測(cè)定實(shí)驗(yàn)的分析報(bào)告,請(qǐng)?zhí)顚懹嘘P(guān)空白:
(一)測(cè)定原理:在理想氣體狀態(tài)方程pV=nRT中,氣體常數(shù)R=pV/nT的數(shù)值可以通過實(shí)驗(yàn)來確定。本實(shí)驗(yàn)通過金屬鎂置換出鹽酸中的氫來測(cè)定R的值。其反應(yīng)為:
Mg+2HCl=MgCl2+H2↑
如果稱取一定質(zhì)量的鎂與過量的鹽酸反應(yīng),則在一定溫度和壓力下,可以通過測(cè)出反應(yīng)放出氫氣的體積。實(shí)驗(yàn)室的溫度和壓力可以分別由溫度計(jì)和氣壓計(jì)測(cè)得。氫氣物質(zhì)的量可以通過反應(yīng)中鎂的質(zhì)量來求得。將以上所得各項(xiàng)數(shù)據(jù)代入R= pV /nT式中,即可算出R值。
(二)實(shí)驗(yàn)用品及試劑:①儀器:托盤天平、測(cè)定氣體常數(shù)的裝置(如上圖所示);②試劑:6mol·L-1HCl、鎂條若干。
(三)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:
1.在托盤天平上稱出鎂條的質(zhì)量(稱量鎂條天平的游碼示數(shù)如右圖所示,未用砝碼,單位為g);
2.按上圖搭好儀器。取下試管,移動(dòng)量氣管B,使量氣管A中的水面略低于零刻度線,然后將量氣管B固定。
3.在試管中加入15mL 6 mol·L-1HCl,不要使鹽酸沾濕試管的上半部。將已稱重的鎂沾少許水,貼在試管上部不與鹽酸接觸。
4.檢查儀器是否漏氣,方法如下:(方法要求簡(jiǎn)單有效)
。
5.如果裝置不漏氣,調(diào)整量氣管B的位置,使量氣管A內(nèi)水面與量氣管B 內(nèi)水面在同一水平面上(要求“在同一水平面上”的原因是 ;實(shí)現(xiàn)“在同一水平面上”的操作是 ),然后準(zhǔn)確讀出量氣管A內(nèi)水面凹面最低點(diǎn)的讀數(shù)V1(如右圖所示)。
6.輕輕搖動(dòng)試管,使鎂條落入鹽酸中,鎂條與鹽酸反應(yīng)放出氫氣。此時(shí)量氣管A內(nèi)水面即開始下降。為了不使量氣管A內(nèi)氣壓增大而造成漏氣,在量氣管A內(nèi)水面下降的同時(shí),慢慢 (上或下)移量氣管B,使兩管內(nèi)的水面基本保持水平。反應(yīng)停止后,待試管冷卻至室溫(約10分鐘),移動(dòng)量氣管B,使兩管內(nèi)的水面相平,讀出反應(yīng)后量氣管A內(nèi)的精確讀數(shù)V2(如右圖所示)。
7.記錄實(shí)驗(yàn)時(shí)的室溫t和大氣壓P。(已知室溫為27℃,大氣壓為100kPa)
(四)數(shù)據(jù)記錄與處理(在橫線上填寫適當(dāng)內(nèi)容):
鎂條的質(zhì)量 | w= |
| g |
氫氣的物質(zhì)的量 | n= |
| mol |
反應(yīng)前量氣管A內(nèi)讀數(shù) | V1= |
| ml |
反應(yīng)后量氣管A內(nèi)讀數(shù) | V2= |
| ml |
氫氣的體積 | V |
| ml |
室溫 | T |
| K |
大氣壓 | P |
| Pa |
氣體常數(shù)R的值(計(jì)算過程和結(jié)果):
(五)問題與討論:①在讀取量氣管內(nèi)氣體體積V1時(shí),眼睛仰視讀數(shù),結(jié)果造成R的測(cè)定值 (偏高、偏低或無影響);②若沒等反應(yīng)試管冷卻到室溫就量取液面的高度,結(jié)果造成R的測(cè)定值 (偏高、偏低或無影響)。
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