Question

某同学利用氯酸钾分解制氧气的反应，测定氧气的摩尔质量，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，质量为a g。

②装好实验装置。

③检查装置气密性。

④加热，开始反应，直到产生一定量的气体。

⑤停止加热（如上图，导管出口高于液面）。

⑥测量收集到气体的体积。

⑦准确称量试管和残留物的质量为b g。

⑧测量实验室的温度。

⑨把残留物倒入指定的容器中，洗净仪器，放回原处，把实验桌面收拾干净。

⑩处理实验数据，求出氧气的摩尔质量。

完成下列问题：

(1)如何检查装置的气密性？________________________________________。

(2)以下是测量收集到气体体积必须包括的几个步骤：①调整量筒内外液面高度使之相同；②使试管和量筒内的气体都冷却至室温；③读取量筒内气体的体积。这三步操作的正确顺序是__________ (请填写步骤代号)。

(3)测量收集到气体体积时，如何使量筒内外液面的高度相同？________________________。

(4)如果实验中得到的氧气体积是c L(25 ℃、1.0×10⁵Pa)，水蒸气的影响忽略不计，氧气的摩尔质量的计算式（含a、b、c，不必化简）：M(O₂)=__________。

Answer 1

解析：本题是一道化学实验的综合题。考查的内容有实验的操作、原理，数据的采集和处理，利用常用的化学仪器做定量的实验，在采集数据时还应用了物理常识。第（1）小题是考生熟悉的常用的“查漏”方法，用手握住试管，体温使导管在浸入水槽中的出口处冒出气泡，放开手后，有少量水吸入导管，表明不漏气。第（2）小题，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再取出导管。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，恢复到室温后，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。所以本小题的正确顺序是②①③。第(3)小题量筒应慢慢下移。第(4)小题利用恒压下的气体公式求得气体的物质的量和相对分子质量。

答案：（1）将导管的出口浸入水槽的水中，手握住试管，有气泡从导管口逸出，放开手后，有少量水进入导管，表明装置不漏气

（2）②①③

（3）慢慢将量筒下降

（4）