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11.某同学设计了测定气体摩尔体积的探究实验,利用氯酸钾分解制O2
实验步骤如下:
①把适量的氯酸钾粉末和少量二氧化锰粉末混合均匀,放入干燥的试管中,准确称量试管和药品的总质量为15.95g.
②连接好实验装置,检查装置的气密性.
③加热,开始反应,直到不再有气体产生为止.
④测量排入量筒中水的体积为285.0mL,换算成标准状况下氧气的体积为279.7mL.
⑤准确称量试管和残留物的质量为15.55g.
根据上述实验过程,回答下列问题:
(1)如何检查装置的气密性?往广口瓶中注满水,塞紧橡皮塞,按装置图连接好装置,用手将试管底部捂热,若观察到广口瓶中长玻璃管内液面上升,松开手后,过一会长玻璃管内的液面下降,则证明该装置不漏气.
(2)以下是测量收集到气体体积必须包括的几个步骤:
①调整量筒的高度使广口瓶和量筒内的液面高度相同
②使试管和广口瓶内气体都冷却至室温
③读取量筒内液体的体积
这三步操作的正确顺序是②①③(请填写步骤代码).
进行③的实验操作时,若仰视读数,则读取氧气的体积偏小(填“偏大”、“偏小”或“无影响”).
(3)实验过程中产生氧气的物质的量是0.0125 mol;实验测得氧气的气体摩尔体积是22.38L/mol(保留小数点后两位).

分析 (1)装置气密性检验的原理是:通过气体发生器与附设的液体构成封闭体系,依据改变体系内压强时产生的现象(如气泡的生成、水柱的形成、液面的升降等)来判断装置气密性;
(2)要准确测量气体体积必须保持量筒内外气体的温度和压强相等,因此在读取量筒内气体的体积之前,应使试管和量筒内的气体都冷却至室温;再调节量筒内外液面高度使之相同;仰视读数偏小;
(3)试管和药品在实验前后的质量差即为生成的氧气的质量,根据气体摩尔体Vm=$\frac{v}{n}$计算.

解答 解:(1)装置气密性检验的原理是:通过气体发生器与附设的液体构成封闭体系,依据改变体系内压强时产生的现象(如气泡的生成、水柱的形成、液面的升降等)来判断装置气密性.加热高锰酸钾制取氧气时的检验装置气密性的方法为:往广口瓶中注满水,塞紧橡皮塞,按装置图连接好装置,用手将试管底部捂热,若观察到广口瓶中长玻璃管内液面上升,松开手后,过一会长玻璃管内的液面下降,则证明该装置不漏气;
故答案为:往广口瓶中注满水,塞紧橡皮塞,按装置图连接好装置,用手将试管底部捂热,若观察到广口瓶中长玻璃管内液面上升,松开手后,过一会长玻璃管内的液面下降,则证明该装置不漏气;
(2)因为排出的气体是需要用排出的水的体积衡量的,而反应前后的量筒温度是不同的,因此,反应终止应该先停止加热,待体系恢复到室温时,才取出导管.这一步操作跟通常的实验不同,所以停止加热时导管的出口要高于量筒内的液面,此时即使不取出导管而停止加热,也不会造成水的倒吸;停止加热、回到室温后,将量筒下移以调节量筒内的液面与水槽一致,此时量筒内气体压强也为大气压,读数才是正确的;所以正确的操作顺序为:②使气体都冷却至室温;①调整量筒内外液面高度使之相同;③读取量筒内气体的体积;仰视读数使得读数偏小;
故答案为:②①③;偏小;
(3)生成的氧气的质量m=15.95g-15.55g=0.4g,氧气物质的量n=$\frac{m}{M}$=$\frac{0.4g}{32g/mol}$=0.0125mol,氧气的体积v=279.7mL=0.2797L.则气体摩尔体积Vm=$\frac{v}{n}$=$\frac{0.2797L}{0.0125mol}$=22.38L/mol,故答案为:0.0125;22.38L/mol.

点评 本题比较全面的考查了化学实验双基知识,包括的考点有实验的操作、原理、数据的采用和处理,考察对装置图形的观察,利用常用的中学仪器做定量实验,难度中等.

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序号实验要求答案供选择的化学试剂及方法
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(2)现有A、B、C三种气体,A在一定条件下能与O2反应生成B,B不溶于水,但却能与O2反应生成C,A和C都能溶于水,前者呈碱性,后者呈酸性,两者水溶液相混合得到了D的溶液,写出A、B、C、D的化学式A:NH3,B:NO,C:NO2,D:NH4NO3

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