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1、摩尔摩尔气体常数的测定气体常数的测定 【实验目的【实验目的】 1. 学习摩尔气体常数测定的方法，了解理想气体状态方程和分压定律的应 用； 2. 学会电子天平的使用及有效数字的界定。 【实验原理实验原理】 在一定温度(T)下，通过实验测定一定物质的量(n)的某气体(看作理想气体) 的 p、V，应用理想气体状态方程 pV = nRT，即可计算出摩尔气体常数 R。 本实验用一定质量的铝与过量盐酸反应： 2Al + 6HCl2AlCl3+ 3H2 在一定的温度和压力下，测量被置换出来的氢气体积。实验时的温度与压力 可分别由温度计和压力计测得。由于氢气是从水溶液中溢出，所以在氢气中混有 饱和水蒸气。查出
2、该温度下水的饱和蒸汽压，根据分压定律可知： p = p(H2) + p(H2O) p(H2) = p - p(H2O) 将有关数据代入气体状态方程中即可求出摩尔气体常数 R 值： R = p(H2)V(H2) / n(H2)T 请思考利用此法是否可以在一定温度和标准状态下测定气体的摩尔体积和 金属的摩尔质量。 【仪器和药品仪器和药品】 仪器：托盘天平、电子分析天平、气体常数的测定装置一套(如图 7-1-1)、搅 拌棒、滴管、洗瓶、烧杯、量筒、表面皿。 药品：铝箔(分析纯)、HCl( 8 molL-1)。 【实验步骤实验步骤】 1. 样品称量样品称量 (1) 在电子分析天平上准确称量一块表面皿的
3、质量，记录称量结果。 (2) 取 2530 mg 的铝箔放在已知质量的表面皿中，准确称取铝箔和表面皿 的总质量，两次所称质量之差即是铝箔的质量。 注意： 称量过程中不能用手直接接触表面皿及铝箔， 应戴手套或用镊子夹取， 2. 气体常数的测定气体常数的测定 (1) 按图 1(a)装好仪器。取下仪器上的反应管，然后调节漏斗的高度使量气 管中的水面略低于零刻度，最后固定好漏斗的位置。 (2) 用滴管向反应管中加入 3 mL 8 molL-1盐酸(注意不要使酸粘在管壁上)， 将称好的铝箔沾少许甘油紧贴在反应管壁上(铝箔切勿与盐酸接触，如图(b)所 示)，然后固定反应管并塞紧塞子。 (3) 检查仪器是否
4、漏气，检查方法如下：塞紧装置中所有橡皮塞后，将漏斗 向下移动一段距离，使漏斗内液面与量气管内液面维持一定的液面差，再固定漏 斗位置。 如果量气管内的液面位置能恒定， 说明仪器不漏气， 可以进行下步实验。 (4) 重新调节漏斗液面与量气管液面在同一水平面上(为什么？)。准确读出 量气管内液面的刻度 V1，然后倾斜反应管，使铝箔落入盐酸溶液中，随即将反 应管复位，反应发生，量气管内液面开始下降。为了不使量气管因内压增加而造 成系统漏气，应慢慢向下移动漏斗高度，以使漏斗内液面始终保持略低于量气管 内液面。反应停止后，先固定漏斗位置，待反应管冷却至室温后，再调整漏斗内 液面， 使之与量气管内液面在同一
5、水平面上，并准确读取反应后量气管内液面的 刻度 V2。 (5) 记录下实验时的温度和大气压 【数据记录和处理数据记录和处理】 (a)（b） 图 1 气体常数测定装置 1-量气管；2-漏斗；3-反应管 (1) 摩尔气体常数测定数据记录： 铝箔质量g 室温C，T =K 大气压力 p =Pa 反应前量气管中液面读数 V1=mL 反应后量气管中液面读数 V2=mL 氢气体积 V = V2- V1=mL 氢气的物质的量 n =mol T K 时水的饱和蒸汽压 p(H2O) =Pa 氢气的压力 p(H2) =Pa (2) 相对误差： _%100 )( ( (%) 理论 理论）测定） 相对误差 R RR (3) 分析误差产生的原因。 【思考题思考题】 1. 量气管内气压是否等于氢气的压力？为什么？ 2. 盐酸的浓度和用量是否必须准确量取？ 3. 利用本实验的装置和操作还可以测定物质的那些物理量？ 4. 铝与盐酸作用完毕后，为什么要等试管冷却至室温后方可读取数据？ _= )H( )H()H( = 2 22 Tn VP R