2013沪科版高二上10.1《测定1mol气体的体积》课件

定性实验和定量实验定性实验——探察物质的性质及其组成种类等的实验。解决：“有没有”或者“是不是”等问题定量实验——确定组成、结构、反应条件、转化率等的数值及定量特征等的实验。解决：不但回答“有什么”还要回答“有多少”等问题。本章学习要点•精度控制——怎样使实验结果更精确•条件控制——研究影响实验精度的因素•误差分析——分析实验结果的可信性•实验设计——学习化学定量分析方法一、测定1mol气体的体积的方法1.实验目的测定常温常压下1mol气体的体积标准状况下，1mol气体的体积约为22.4L标准状况的压强和温度：0oC101KPa常温常压下的压强和温度：25oC101KPa温度升高，气体的体积会怎样？变大。常温常压下，1mol气体的体积约为24.5L探究：如何测定1mol气体的体积方法一：Vm=Mρ方法二：Vm=Vn=VmM=MVm气体体积气体质量摩尔质量以测定1mol氢气的体积为例：以测定1mol氢气的体积为例：制取氢气的方法：Mg+H2SO4→MgSO4+H2↑收集方法：排水集气法Vm=MVm气体体积直接测量气体质量间接测量转化镁的质量排开水的体积镁的摩尔质量探究：如何测定1mol气体的体积3、测体积——如何测量气体的体积？直接测量间接测量二．测量方法：需要解决的问题：•需要测定的数据。•选什么反应制氢气。•选什么装置制氢气。•选什么装置测量氢气体积。•数据处理与分析。1、需要测量的数据1mol——————体积H2的物质的量体积↑↑金属的物质的量怎样测量所以，需测定金属的质量和气体的体积。实验条件下的温度和压强。一定要在标准状况下测量吗3、选制气装置优点：随用随开缺点：加入硫酸的量影响气体的体积。——反应快，气体不损失缺点：反应开始与收集不能同步缺点：加入硫酸的量影响气体的体积。…组合装置——评价共同问题：加入硫酸的量影响气体的体积，且液体加入不顺利缺点：1、导管中的水2、有压力差怎样平衡压强较理想组合装置组合装置——操作改造合并铜丝镁橡皮塞实验装置气体发生器制取氢气储液瓶收集氢气测量液体体积液体量瓶1．记录实验时室内温度和压强；2．连接好气体摩尔体积测定装置，并检查装置的气密性；3．精确测量镁条的质量，将镁放入装置；4．加入10mL3mol/L硫酸；5．镁反应完后静置3~5分钟，使容器内的温度冷却到室温；6．读出液体量瓶内气体的体积数；7．再做一次；8．计算；9．误差分析。实验步骤：为什么实验前必须记录室内温度和压强？因为气体的体积受温度和压强的影响很大，温度升高或减小压强都能使气体体积增大，降低温度或增大压强都能使气体的体积减小。1．记录实验时室内温度和压强；注意事项注意事项2．连接好气体摩尔体积测定装置，并检查装置的气密性；在储液瓶中加入什么液体，为什么？为了便于观察，储液瓶中加入品红溶液。如何检查装置的气密性？用橡皮塞塞紧气体发生器的加料口，若看到储液瓶内导管中的液面上升，且1分钟内不下降，确认装置的气密性良好。注意事项3．精确测量镁条的质量，从加料口将镁放入称量镁条之前，是否需要对镁条进行处理？镁化学性质活泼，容易被氧化，在称量之前先要除去镁条表面的氧化膜。镁条质量应该控制在多少克？为了使排开水的体积在110~130毫升之间，镁条质量应控制在0.1~0.11克之间。注意：为避免反应过于剧烈，可先往气体发生器中加适量水，降低反应时硫酸的浓度。注意事项4．加入10mL3mol/L硫酸在加入硫酸前，需要什么样的操作来减少误差？为减小压强对体积的影响，先用注射器从气体发生器的加料口中抽气，使储液瓶中导管内外的液面保持相平。硫酸应该怎样加？使用注射器，从气体发生器的加料口中加入硫酸。是否可以先加硫酸后加镁条？不能，否则会有气体逸出，造成误差注意事项5．镁条反应完后再静置3~5分钟，使容器内的温度冷却到室温；为什么要冷却到室温后才能读数？镁条和稀硫酸的反应会放出热量，影响气体的体积，使实验产生误差，所以必须冷却到室温后读数。注意事项6．读出液体量瓶内气体的体积数读数时应该注意什么？视线与凹液面的最低点保持水平。为了减少误差，读数前必须进行怎样的操作？由于储液瓶中导管内外液面不相等，产生误差，为了减少误差，可用注射器从气体发生器加料口中抽气，直到储液瓶导管内外液面相等。抽出气体的体积是否需要记录，为什么？需要，抽出的气体为反应生成的部分氢气，通过该体积可以计算出反应生成的气体体积。注意事项7．再做一次为什么相同的实验还要再作一次？实验操作中会存在一定的误差，为了减少误差一般将相同的实验重复2~3，将误差减少到最小。注意事项8．计算计算的公式是什么?Vm＝V·M/m在液体量瓶中读数得到的体积是否就是生成的气体体积？如果不是，那么气体的体积是多少呢？氢气体积=液体量瓶中液体体积-硫酸体积+抽出气体体积1、本实验误差的定性分析（1）造成结果偏大的主要原因：①反应放热——未等冷却读数②镁带中含有产生气体较多（即单位质量产生H2体积大于Mg)的杂质（如Al)③俯视读数（2）造成结果偏小的主要原因：①装置漏气②镁带中含有：a.与酸不反应的杂质(如Cu)b.与酸反应不产生气体的杂质(如MgO)c.与酸反应产生气体较少（即单位质量产生H2体积小于Mg)的杂质（如Zn)③反应完成后未对储液瓶做抽气处理④仰视读数实验误差的原因分析：①没有进行装置的气密性检查V(排)，Vm；(填“偏高”“偏低”，下同)②镁带表面氧化镁没有擦除或没有除尽V(排)，Vm；③硫酸的量不足，镁带没有完全反应V(排)，Vm；④称量好镁带后用砂纸擦表面的氧化膜，V(排)，Vm；⑤没有冷却到室温读数，V(排)，Vm。偏低偏低偏低偏低偏低偏低偏高偏高偏低偏低未等冷却读数装置漏气镁带含有不反应的杂质未擦去镁带表面氧化物加完硫酸，针头未拔出储液瓶导管中留有液体仰视读数俯视读数偏大偏小Vm=V(H2)m(Mg)M(Mg)偏大偏小偏小偏小偏小偏小2.误差分类P51•1.系统误差(仪器药品自身误差)•2.偶然误差(环境因素)•3.过失误差(人为因素)尽可能避免注意事项9．误差分析误差分类系统误差偶然误差过失误差受仪器的精密度、试剂的品质的影响受偶然因素影响，如温度、压强等由操作失误引起有专门的方法来消除通过多次平行实验来减小误差重新做实验实验误差=实验值–理论值理论值试分析以下几种操作是否会产生误差，如果会，实验结果是偏大还是偏小？1．镁带中含有与硫酸不反应的杂质2．镁带中含杂质铝3．没有擦去镁表面的氧化膜4．装置漏气5．没有冷却到室温m镁偏大，实验值偏小V(排)增大，实验值偏大m镁偏大，实验值偏小V(排)减小，实验值偏小V(排)增大，实验值偏大一、原理和方法1．原理：Vm＝V·M/m2．方法Vm=MVm气体体积气体质量镁的质量排开水的体积镁的摩尔质量二．装置：气体发生装置→气体收集装置→量体积装置气体发生器→储液瓶→液体量瓶三．实验步骤：电解水能产生氢气和氧气。————定性实验定性实验与定量实验电解水产生的氢气和氧气的体积比是2:1————定量实验