Question

某學生利用高錳酸鉀分解制氧氣的反應，測定室溫下的氣體摩爾體積，實驗裝置如圖所示．部分實驗步驟：①裝好實驗裝置．②…③把適量的高錳酸鉀粉末放入干燥的試管中，準確稱量試管和高錳酸鉀粉末的質量為a g．④加熱，開始反應，直到產生一定量的氣體．⑤停止加熱．⑥測量收集到的氣體的體積．⑦準確稱量試管和殘留物的質量為b g．⑧測量實驗室的溫度．回答下列問題．
（1）實驗步驟的第②步是

 

．
（2）以下是測量收集到的氣體的體積時必須包括的幾個步驟：①調整量氣管高度，使其液面高度與水準管液面高度相平；②使裝置內的氣體都冷卻至室溫；③讀取量氣管中氣體的體積．這三步操作的正確順序是

 

（請填寫步驟代號）．
（3）如果實驗中得到的氧氣體積是c L，水蒸氣的影響忽略不計，則室溫下氣體摩爾體積的計算式為

 

（含a、b、c）．
（4）分析下列因素對實驗結果的影響（假定其他操作均正確），并在橫線上填“偏大”、“偏小”或“無影響”．
①高錳酸鉀未完全分解：

 

．
②未恢復至室溫就讀數：

 

．

Answer 1

考點：氣體摩爾體積

專題：實驗題

分析：（1）裝好實驗裝置，需要檢驗裝置的氣密性；
（2）要準確測量氣體體積必須保持量筒內外氣體的溫度和壓強相等，因此在讀取量筒內氣體的體積之前，應使試管和量筒內的氣體都冷卻至室溫；再調節量筒內外液面高度使之相同；
（3）生成氧氣的質量=ag-bg，帶入n=

m

M

計算氧氣的物質的量，氧氣的體積為cL，帶入Vm=

V

n

計算氣體的摩爾體積；
（4）①高錳酸鉀未分解完全，產生氧氣的質量減少，對應的氧氣的體積也減小，氣體的摩爾體積無影響；
②未恢復至室溫就讀數，氧氣的體積偏大，導致氣體的摩爾體積偏大．

解答： 解：（1）裝好實驗裝置，需要檢驗裝置的氣密性，檢查氣密性的方法：將導管的出口放入水中，用手緊握試管，觀察水中的導管口是否有氣泡冒出，
故答案為：檢驗裝置的氣密性；
（2）因為排出的氣體是需要用排出的水的體積衡量的，而反應前后的量筒溫度是不同的，因此，反應終止應該先停止加熱，待體系恢復到室溫時，才取出導管．這一步操作跟通常的實驗不同，所以停止加熱時導管的出口要高于量筒內的液面，此時即使不取出導管而停止加熱，也不會造成水的倒吸；停止加熱、回到室溫后，將量筒下移以調節量筒內的液面與水槽一致，此時量筒內氣體壓強也為大氣壓，讀數才是正確的；所以正確的操作順序為：②使氣體都冷卻至室溫；①調整量筒內外液面高度使之相同；③讀取量筒內氣體的體積；
故答案為：②①③；
（3）由實驗可知生成氧氣的質量=ag-bg，n（O₂）=

(a-b)g

32g/mol

=

a-b

32

mol，實驗中得到的氧氣體積是c L，水蒸氣的影響忽略不計，則室溫下氣體摩爾體積Vm=

V

n

=

cL

a-b 32 mol

=

32c

a-b

 L/mol，
故答案為：V_m=

32c

a-b

 L/mol；
（4））①高錳酸鉀未分解完全，產生氧氣的質量減少，對應的氧氣的體積也減小，氣體的摩爾體積無影響，故答案為：無影響；
②未恢復至室溫就讀數，氧氣的體積偏大，導致氣體的摩爾體積偏大，故答案為：偏大．

點評：本題較全面的考查化學實驗雙基知識．包括的考點有實驗的操作、原理、數據的采用和處理，考察對裝置圖形的觀察，利用常用的中學儀器做定量實驗，使中學實驗可以更富創新意識和引起學生興趣．