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第三章实验操作.doc

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文档介绍:第三章
实验操作

实验一 摩尔气体常数的测定

一、实验目的
⒈ 掌握理想气体状态方程式和分压定律的应用。
⒉ 学习分析天平和气压计的使用。
⒊ 学会一种测定气体常数的方法。
二、实验原理
理想气体状态方程式可表示为:
pV = nRT
上式表示一定量的理想气体的压力(p)和体积(V)的乘积与气体的物质的量(n)和绝对温度(T )的乘积之比为一常数,即气体常数(R)。
R = (1–1)
因此,对一定量的气体,若能在一定的温度和压力条件下,测出其所占体积,则气体常数即可求得。本实验是采用铝与盐酸反应:
2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2↑
所生成的氢气近似的认为在实验条件下为理想气体,再用排水集气法收集并测量其体积,从而测定出气体常数。
由于氢气是在水面上收集的,故氢气的分压(pH2)与水的饱和蒸气压(pH2O)有关,根据分压定律: p = p(H2)+ P(H2O) 则 p(H2) = P-P(H2O)
式中: p为大气压,可由气压计读出。
氢气的物质的量可根据锌的重量和原子量,再由反应式计算出来。
由于p(H2)、V(H2)、n (H2)、T均可由实验测得,这样根据(1–1)式即可求得气体常数。
三、实验用品
⒈ 仪器: 分析天平 气压计 精密温度计 量筒(10 mL),产生和测定氢气体积的装置
⒉ 药品: 6 mol·L-1 HCl,铝片

四、操作步骤

⒈ 锌片的称量
取一小片铝在电子天平上称重,其重量须在(20~30)mg之间(铝片不要过重,以免产生的氢气的体积超过量气管的测量限度),记录铝片的重量。
⒉ 检查实验装置的气密性
实验装置如(3–1)图所示。在水准瓶中加入适量的水。将水准瓶微微上下移动,使水准瓶和量气管两个液面在同一水平面上,且应在0刻度附近。塞紧支管试管上的胶塞。将水准瓶下移约在量气管30刻度左右,此时可见量气管的液面下降,但下降一小段就不再下降。继续观察几分钟,确认液面不再下降,说明实验装置不漏气,可以接续下面操作。(若液面继续下降,甚至降到水准瓶的高度,说明实验装置漏气,须查明原因并改正后方能接续下面操作)。
⒊ 铝片及盐酸的装入
取下胶塞,用长颈漏斗向支管试管中加入5 mL 6 mol·L-1HCl,避免HCl粘到试管壁上。将铝片蘸少量水,用玻璃棒沿试管壁将其送入试管,(注意:铝片不能与盐酸相接触),使其粘到试管壁上。
⒋ 氢气体积的测量
将试管与胶塞紧密连接,调节漏斗的高度,使之与量气管的液面在同一水平面上,并稳定在0刻度或略底于0刻度(必要时再检查一次实验装置是否漏气),记录此时的量气管液面刻度读数V1。轻轻摇动试管(但不要将其取下), 使铝片落入盐酸中,由于铝与盐酸反应生成氢气产生压力,会使量气管的液面不断下降。(注意:随着反应进行,要随时将漏斗慢慢向下移动, 图 3–1 气体常数测定装置
使量气管内液面和漏斗中液面基本在同一
平面上,以防止量气管中气体压力过高, 1. 量气管 2. 漏斗 3. 试管(反应器) 4. 铝片
而使气体漏出)。反应停止后,待试管冷却到室温,调节两个液面在同一水平面上,读取此时量气管液面刻度读数V2。
⒌ 结果
测量并记录实验温度T 和大气压p
五、思考题
⒈ 为什么必须检查实验装置是否漏气?实验中曾两次检查实验装置是否漏气,哪次相对更重要?
⒉ 在读取量气管液面刻度时,为什么要使漏斗和量气管两个液面在同一水平面上?
⒊ VH=V2 - V1成立的条件是什么?
实验二 粗食盐的提纯
一、目的要求
⒈ 掌握重结晶提纯精制固体物质的方法;学会使用减压过滤装置。

⒉ 复习玻璃仪器的洗涤、台秤的使用、常规过滤、溶解、蒸发、加热方法和结晶等基本操作方法。
二、实验原理
粗食盐中含有不溶性和可溶性的杂质(如泥沙和K+、Mg2+、SO42+、Ca2+离子等)。不溶性的杂质可用溶解、过滤的方法除去;可溶性的杂质则是向粗食盐的溶液中加入能与杂质离子作用的盐类,使生成沉淀后过滤以除去。采用的方法是:在粗食盐的溶液中加入稍过量的BaCl2溶液,可将SO42-转化为难溶的BaSO4沉淀
Ba2+ + SO42- = BaSO4↓
将溶液过滤可除去BaSO4沉淀。在其滤液中再加入NaOH和Na2CO3溶液,由于发生下列反应:
Mg2+ + 2OH- = Mg(OH)2↓
Ca2+ + CO32- = CaCO3↓
Ba2+ +

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上传人:ogthpsa 2021/4/11 文件大小:1.95 MB

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