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综合大题中气体体积、固体质量的测定
专题七 主观题突破3
1.气体体积的测量
(1)量气装置的改进
(2)量气时应注意的问题
①量气时应保持装置处
于室温状态。
②读数时要特别注意消除“压强差”，保持液面相平，同时要注意视线与液面最低处相平。如图(Ⅰ)、(Ⅳ)应使左侧和右侧的液面高度保持相平。
2.测定实验中要有被测量气体全部被测量的意识
如采取反应结束后继续向装置中通入“惰性”气体以使被测量气体全部被吸收剂吸收的方法。
3.测定实验中要有“数据”的采集处理意识
实验数据的采集是化学计算的基础，一般来讲，固体试剂称质量，而液体试剂和气体试剂则测量体积。
(1)称量固体质量时，中学一般用托盘天平，可估读到0.1 g，精确度要求高的实验中可以用分析天平或电子天平，可精确到0.000 1 g。
(2)测量液体体积时，一般实验中选用适当规格的量筒，可估读到0.1 mL，准确度要求高的定量实验如中和滴定中选用(酸式或碱式)滴定管或移液管，可估读到0.01 mL。容量瓶作为精密的定容仪器，用于配制一定物质的量浓度的溶液，一般不用于量取液体的体积。
(3)气体除了量取外，还可以称量。称量气体的质量时一般有两种方法：一种方法是称量反应装置在放出气体前后的质量减小值；另一种方法是称量吸收装置吸收气体前后的质量增大值。
【应用示例】
(1)利用如图所示装置制备气体，并量取气体的体积，a的作用是____________________________________________
　　　 　　　　　。
平衡气压，使分液漏斗中的液体顺利滴下；可以消除由于液体滴入而使气体体积增大的影响
(2)如图所示，用量筒量取气体体积时，应怎样操作才能读出气体的体积？
　　　　 　 　　。
应将量筒慢慢地向下移动，当量筒中的液面和水槽中的液面相平时再读数
(3)实验中为了排尽空气、充分吸收某种气体、降低某种气体的
浓度，常用性质稳定的气体——氮气作载气。
回答在下列不同情况下氮气的作用：
①若需测定该装置中生成的气体的质量，而系统内的空气干扰
气体的测定，则实验前，通N2的作用是　　 　　；实验后，通N2的作用是　　 　　。
②若生成的气体在浓度高时容易发生爆炸，则N2的作用是____________
　　　　 　　　。
将空气排尽
使生成的气体被指定装置充分吸收
稀释气体，
控制易爆炸气体的浓度
【对点训练】
1.元素分析是有机化合物的表征手段之一。按下图实验装置(部分装置略)对有机化合物进行C、H元素分析。
1
2
3
回答下列问题：
(1)将装有样品的Pt坩埚和CuO放入石英管中，先　　 　　　　　，而后将已称重的U形管c、d与石英管连接，检查　　 　　　。依次点燃煤气灯　　　，进行实验。
通入一定量的O2
装置气密性
b、a
1
2
3
实验前，应先通入一定量的O2排尽石英管中的空气，保证没有其他产物生成，而后将U形管c、d与石英管连接，检查装置气密性，随后先点燃b处酒精灯后点燃a处酒精灯，保证当a处发生反应时产生的CO能被CuO氧化生成CO2。
1
2
3
(2)O2的作用有___________________________________________________
　　　　　　　。CuO的作用是　　　　　　 　(举1例，用化学方程式表示)。
排出装置中的空气，氧化有机物，将生成的CO2和H2O完全赶入U形管中
CO+CuO Cu+CO2
有机物氧化不充分时会生成CO，而CuO可将CO氧化为CO2，反应的化学方程式为CO+CuO Cu+CO2。
1
2
3
(3)c和d中的试剂分别是　　、 　(填标号)。c和d中的试剂不可调换，理由是　　　 　　　　。
A.CaCl2　　　　　　　　　 B.NaCl
C.碱石灰(CaO+NaOH)　　　 D.Na2SO3
A
C
碱石灰可以同时吸收水蒸气和二氧化碳
有机物燃烧后生成的CO2和H2O分别用碱石灰和无水CaCl2吸收，其中c管装有无水CaCl2，d管装有碱石灰，二者不可调换，因为碱石灰能同时吸收水蒸气和二氧化碳，影响最后分子式的确定。
1
2
3
(4)Pt坩埚中样品CxHyOz反应完全后，应进行操作：___________________
　　　 　　。
取下c和d管称重。
熄灭a处煤气灯，继续通入一定量的O2，熄灭b处煤气灯，冷却至室温，停止通O2
1
2
3
(5)若样品CxHyOz为0.023 6 g，实验结束后，c管增重0.010 8 g，d管增重0.035 2 g。质谱测得该有机物的相对分子量为118，其分子式为　　　。
C4H6O4
1
2
3
n(H)==0.001 2 mol；n(C)==0.000 8 mol；n(O)=
=0.000 8 mol；该有机物中C、H、O三种元素的原子个数比为0.000 8∶0.001 2∶0.000 8=2∶3∶2；质谱测得该有机物的相对分子量为118，则其分子式为C4H6O4。
1
2
3
2.Pb(四乙酸铅，摩尔质量为443 g·mol-1)是有机合成中常用的氧化剂，为无色晶体，易溶于热的冰醋酸，在冷溶液中溶解度较小，遇水易分解。通常由Pb3O4与O在乙酸中反应制得，涉及的反应有：
Pb3O4+4(CH3CO)2O==Pb(CH3COO)4+2Pb、2Pb+Cl2==Pb+PbCl2↓。
某实验小组测定Pb的纯度。组装仪器
如图，取10.0 g样品溶于氯仿，放入三颈烧瓶，通N2一段时间后，连接干燥管，向三颈烧瓶中滴入足量HCOOH，充分反应，再次通N2一段时间，目的是____
　　　 ，实验前后，干燥管 Ⅰ 质量增加0.88 g，则样品的纯度为　　　　。
生的CO2被干燥管Ⅰ中碱石灰完全吸收
使产
88.6%
1
2
3
四乙酸铅的纯度测定的实验操作为通入氮气将装置中的空气排尽，防止空气中的二氧化碳干扰实验，连接干燥管，向盛有四乙酸铅氯仿溶液的三颈烧瓶中滴入足量甲酸，使四乙酸铅与甲酸充分反应生成二氧化碳，再次通入氮气将反应生成的二氧化碳被干燥管 Ⅰ 中碱石灰完全吸收，装置 Ⅱ 中盛有的碱石灰用于吸收空气中的二氧化碳和水蒸气，防止被干燥管 Ⅰ 中的碱石灰吸收；由得失电子守恒可得转化关系：Pb(CH3COO)4~HCOOH~CO2，实验前后，干燥管Ⅰ质量增加0.88 g，则样品的
纯度为×100%=88.6%。
3.采用下列装置验证过碳酸钠中碳酸钠和过氧化氢的物质的量之比是2∶3(不考虑过碳酸钠含有杂质)。
1
2
3
(1)装置 Ⅱ 中的试剂为　　　　　。
浓H2SO4
1
2
3
首先向装置通入经过装置Ⅴ中氢氧化钠处理过的空气，排尽装置中的空气，防止空气中的二氧化碳干扰实验，装置 Ⅰ 中过碳酸钠和稀硫酸反应生成二氧化碳气体，经过装置 Ⅱ 干燥后，二氧化碳在装置 Ⅲ 中被碱石灰吸收，装置 Ⅳ 防止空气中的二氧化碳、水进入装置 Ⅲ 中干扰实验结果。
由分析可知，装置 Ⅱ 中的试剂为浓H2SO4。
1
2
3
(2)装置接口的连接顺序为　　　　　(用ABCDE字母表示)。
(3)若实验操作准确，则装置Ⅲ理论上应增重　　　g。
EABCD
0.88
根据碳元素守恒，3.14 g过碳酸钠生成二氧化碳的质量为×
2×44 g·mol-1=0.88 g，故若实验操作准确，装置 Ⅲ 理论上应增重0.88 g。综合大题中气体体积、固体质量的测定
　　　　　　　　　　　　　　　　
1.气体体积的测量
(1)量气装置的改进
(2)量气时应注意的问题
①量气时应保持装置处于室温状态。
②读数时要特别注意消除“压强差”，保持液面相平，同时要注意视线与液面最低处相平。如图(Ⅰ)、(Ⅳ)应使左侧和右侧的液面高度保持相平。
2.测定实验中要有被测量气体全部被测量的意识
如采取反应结束后继续向装置中通入“惰性”气体以使被测量气体全部被吸收剂吸收的方法。
3.测定实验中要有“数据”的采集处理意识
实验数据的采集是化学计算的基础，一般来讲，固体试剂称质量，而液体试剂和气体试剂则测量体积。
(1)称量固体质量时，中学一般用托盘天平，可估读到0.1 g，精确度要求高的实验中可以用分析天平或电子天平，可精确到0.000 1 g。
(2)测量液体体积时，一般实验中选用适当规格的量筒，可估读到0.1 mL，准确度要求高的定量实验如中和滴定中选用(酸式或碱式)滴定管或移液管，可估读到0.01 mL。容量瓶作为精密的定容仪器，用于配制一定物质的量浓度的溶液，一般不用于量取液体的体积。
(3)气体除了量取外，还可以称量。称量气体的质量时一般有两种方法：一种方法是称量反应装置在放出气体前后的质量减小值；另一种方法是称量吸收装置吸收气体前后的质量增大值。
应用示例
(1)利用如图所示装置制备气体，并量取气体的体积，a的作用是　　　 　　　　。
(2)如图所示，用量筒量取气体体积时，应怎样操作才能读出气体的体积？
　　　 　　　　。
(3)实验中为了排尽空气、充分吸收某种气体、降低某种气体的浓度，常用性质稳定的气体——氮气作载气。
回答在下列不同情况下氮气的作用：
①若需测定该装置中生成的气体的质量，而系统内的空气干扰气体的测定，则实验前，通N2的作用是　　　 　　　　；
实验后，通N2的作用是　　　 　　　　　　　　　　。
②若生成的气体在浓度高时容易发生爆炸，则N2的作用是　　　 　　　　。
对点训练
1.元素分析是有机化合物的表征手段之一。按下图实验装置(部分装置略)对有机化合物进行C、H元素分析。
回答下列问题：
(1)将装有样品的Pt坩埚和CuO放入石英管中，先　　　　，
而后将已称重的U形管c、d与石英管连接，检查　　　　　　　。依次点燃煤气灯　　　　　　　，进行实验。
(2)O2的作用有　　　 　　　　。
CuO的作用是　　　 (举1例，用化学方程式表示)。
(3)c和d中的试剂分别是　　　　、　　　　(填标号)。c和d中的试剂不可调换，理由是
　　　　。
A.CaCl2　　　　　　　　　　B.NaCl
C.碱石灰(CaO+NaOH)　　　D.Na2SO3
(4)Pt坩埚中样品CxHyOz反应完全后，应进行操作：　　　 　　　　。
取下c和d管称重。
(5)若样品CxHyOz为0.023 6 g，实验结束后，c管增重0.010 8 g，d管增重0.035 2 g。质谱测得该有机物的相对分子量为118，其分子式为　　　　　　　。
2.Pb(四乙酸铅，摩尔质量为443 g·mol-1)是有机合成中常用的氧化剂，为无色晶体，易溶于热的冰醋酸，在冷溶液中溶解度较小，遇水易分解。通常由Pb3O4与O在乙酸中反应制得，涉及的反应有：
Pb3O4+4(CH3CO)2OPb(CH3COO)4+2Pb、2Pb+Cl2Pb+PbCl2↓。
某实验小组测定Pb的纯度。组装仪器如图，取10.0 g样品溶于氯仿，放入三颈烧瓶，通N2一段时间后，连接干燥管，向三颈烧瓶中滴入足量HCOOH，充分反应，再次通N2一段时间，目的是　　　 　　　　，
实验前后，干燥管 Ⅰ 质量增加0.88 g，则样品的纯度为　　　　。
3.采用下列装置验证过碳酸钠中碳酸钠和过氧化氢的物质的量之比是2∶3(不考虑过碳酸钠含有杂质)。
(1)装置 Ⅱ 中的试剂为　　　　　。
(2)装置接口的连接顺序为　　　
(用ABCDE字母表示)。
(3)若实验操作准确，则装置Ⅲ理论上应增重　　　　　g。
答案精析
应用示例
(1)平衡气压，使分液漏斗中的液体顺利滴下；可以消除由于液体滴入而使气体体积增大的影响
(2)应将量筒慢慢地向下移动，当量筒中的液面和水槽中的液面相平时再读数
(3)①将空气排尽　使生成的气体被指定装置充分吸收　②稀释气体，控制易爆炸气体的浓度
对点训练
1.(1)通入一定量的O2　装置气密性　b、a
(2)排出装置中的空气，氧化有机物，将生成的CO2和H2O完全赶入U形管中　CO+CuOCu+CO2　(3)A　C　碱石灰可以同时吸收水蒸气和二氧化碳　(4)熄灭a处煤气灯，继续通入一定量的O2，熄灭b处煤气灯，冷却至室温，停止通O2
(5)C4H6O4
解析　(1)实验前，应先通入一定量的O2排尽石英管中的空气，保证没有其他产物生成，而后将U形管c、d与石英管连接，检查装置气密性，随后先点燃b处酒精灯后点燃a处酒精灯，保证当a处发生反应时产生的CO能被CuO氧化生成CO2。(2)有机物氧化不充分时会生成CO，而CuO可将CO氧化为CO2，反应的化学方程式为CO+CuOCu+CO2。(3)有机物燃烧后生成的CO2和H2O分别用碱石灰和无水CaCl2吸收，其中c管装有无水CaCl2，d管装有碱石灰，二者不可调换，因为碱石灰能同时吸收水蒸气和二氧化碳，影响最后分子式的确定。
(5)n(H)==0.001 2 mol；
n(C)==0.000 8 mol；
n(O)==
0.000 8 mol；该有机物中C、H、O三种元素的原子个数比为0.000 8∶0.001 2∶0.000 8=2∶3∶2；质谱测得该有机物的相对分子量为118，则其分子式为C4H6O4。
2.使产生的CO2被干燥管 Ⅰ 中碱石灰完全吸收
88.6%
解析　四乙酸铅的纯度测定的实验操作为通入氮气将装置中的空气排尽，防止空气中的二氧化碳干扰实验，连接干燥管，向盛有四乙酸铅氯仿溶液的三颈烧瓶中滴入足量甲酸，使四乙酸铅与甲酸充分反应生成二氧化碳，再次通入氮气将反应生成的二氧化碳被干燥管 Ⅰ 中碱石灰完全吸收，装置 Ⅱ 中盛有的碱石灰用于吸收空气中的二氧化碳和水蒸气，防止被干燥管 Ⅰ 中的碱石灰吸收；由得失电子守恒可得转化关系：Pb(CH3COO)4~HCOOH~CO2，实验前后，干燥管Ⅰ质量增加0.88 g，则样品的纯度为×100%=88.6%。
3.(1)浓H2SO4　(2)EABCD　(3)0.88
解析　首先向装置通入经过装置Ⅴ中氢氧化钠处理过的空气，排尽装置中的空气，防止空气中的二氧化碳干扰实验，装置 Ⅰ 中过碳酸钠和稀硫酸反应生成二氧化碳气体，经过装置 Ⅱ 干燥后，二氧化碳在装置 Ⅲ 中被碱石灰吸收，装置 Ⅳ 防止空气中的二氧化碳、水进入装置 Ⅲ 中干扰实验结果。(1)由分析可知，装置 Ⅱ 中的试剂为浓H2SO4。(3)根据碳元素守恒，3.14 g过碳酸钠生成二氧化碳的质量为×2×44 g·mol-1=0.88 g，故若实验操作准确，装置 Ⅲ 理论上应增重0.88 g。

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