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1、二氧化碳相对分子量的测定,实验目的,1、学习气体相对密度法测定分子量的原 理、加深理解理想气体状态方程式和阿 佛加德罗定律。 2、掌握二氧化碳分子量的测定和计算方法 3、进一步练习使用启普气体发生器和电子 天平称量的操作。,实验原理,1、阿佛加得罗定律：同温、同压、同体积的气体含有相同的分子数，即摩尔数相同。根据阿佛加德罗定律，只要在同温、同压下，比较同体积的两种气体(设其中之一的分子量为巳知)的质量，即可测定气态物质的分子量。 本实验是把同体积的二氧化碳气体与空气(其平均分子量为29.0)相比，此时有： m空气/ M空气 = mCO2 / MCO2, 即 MCO2 mCO2M空气/ m空气
2、其中， M空气29.0,2、理想气体状态方程,PV=n R T 单位：PV R取值 Pam3 8.3143 Pa L 8314.3 atm L 0.08206,3、制备二氧化碳,反应方程式： CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2+H2O 因为大理石中含有硫，所以在气体发生过程中有硫化氢、酸雾、水汽产生。此时可通过硫酸铜溶液，碳酸氢钠溶液以及无水氯化钙除去硫化氢，酸雾和水汽。,实验内容1、二氧化碳的制取、收集和净化,2、第一次称量,取一个洁净而干燥的锥形瓶，选一个合适的瓶塞塞入瓶口，并在塞子上做一记号，以固定塞子塞入瓶口的位置，在电子天平上称量质量mA： mA=m空气+m锥形瓶+m瓶塞,3、
3、收集二氧化碳,在启普发生器中产生二氧化碳气体，经过净化、干燥后导入锥形瓶中。由于二氧化碳气体略重于空气，所以必须把导管伸入瓶底。收集满气体后，轻轻取出导气管，用塞子塞住瓶口(应与原来塞入瓶口的位置相同)。,4、第二次称量：,在电子天平上称量二氧化碳、锥形瓶、瓶塞总质量m1： m1=mco2+m锥形瓶+m瓶塞,5、平行称量,重复3、4步操作，得m2 m2=mco2+m锥形瓶+m瓶塞 6、将4、5的称量值即m1、m2求平均值mB。 mB mco2平均+m锥形瓶+m瓶塞,7、在锥形瓶内装满水，塞好瓶塞，注意橡皮塞进入的高度与记号相齐。 8、第四次称量 在台秤上称取 水+锥形瓶+瓶塞 的质量为 mc：
4、 mcm水+m锥形瓶+m瓶塞,数据记录和处理,根据阿佛加得罗定律： m空气/ M空气 = mCO2 / MCO2, 即 MCO2mCO2M空气/ m空气 其中， M空气29.0 即 MCO2 29.0mCO2/ m空气（1） 那么， m空气？ mCO2？,根据PV=nRT， PV=n空气RT PV=nRT m空气RT/ M 空气 则 m空气 PV M 空气 /RT V？ 又因为m净水Vd水， m净水mc -mA 所以可求得V。（ m空气忽略不记） P1atm, R=0.082 T为室温_ 即可求得m空气,又有二氧化碳气体的质量: 瓶和塞子的质量mD = mA-m空气 mCO2=mB- mD 即
5、可求得mCO2，将mCO2代入（1）式可求得MCO2， MCO2的理论值为44.0。,数据记录,室温t/ 气压p/Pa （空气+锥形瓶+瓶塞）的质量 mA 第一次（mco2+m锥形瓶+m瓶塞）的质量 m1= 第二次（mco2+m锥形瓶+m瓶塞）的质量 m2= mBmco2平均+m锥形瓶+m瓶塞 ，则 mB 水+锥形瓶+瓶塞的质量 mc 瓶的容积V（mc-mA）/1.00 瓶内空气的质量 m空气 瓶和塞子的质量mD=mA-m空气 二氧化碳气体的质量mCO2=mB-mD 二氧化碳气体的相对分子质量 MCO2- 误差,注意事项,1、锥形瓶要干燥。 2、橡皮塞塞入瓶口的高度要一致。 3、收集二氧化碳时
6、要充满。 4、第一，二，三次称量要在电子天平上操作， 第四次称量可以在台秤上进行。 写出实验报告,启普发生器,适用于块状固体与液体在常温下反应制取难溶的气体,如氢气,硫化氢等。块状固体在反应中很快溶解或变成粉末时,不能用启普发生器。只要生成的气体难溶于反应液才可,如二氧化碳可溶于水,但难溶于盐酸,故用石灰石与盐酸反应制二氧化碳时可用启普发生器,a使用前应首先检查整个装置是否漏液、漏气。检查漏液、漏气的方法：打开导气管的活塞，从球形漏斗口注入水至充满半球体，检查半球体的下口塞是否漏水。若漏水，塞紧，或更换塞子。若不漏水，再检查是否漏气。检查方法是：关闭导气管的活塞，继续从球形漏斗注入水至漏斗1/
7、2处时，停止加水，并标记水面的位置，静置图2(b)，然后观察水面是否下降。若水面不下降，则表明不漏气。若漏气，则应检查原因，可从导气管活塞、胶塞和球形漏斗与容器的连接处去检查，并加以处理。,b装填固体试剂。让启普发生器直立于桌面上，拔下导气管的橡皮塞，从塞孔将固体加入在容器的球体内，并使固体分布均匀，如图4所示。,c注入液体（或溶液）反应物。 可将液体（或溶液）从球形漏斗注入。注入时应先开启导气管的活塞，待注入的液体一直与固体接触后，即关闭导气管的活塞，再继续加入液体至液体进入球形漏斗上部球体的1/41/3处，以便反应时液体可浸没固体。不要过多，否则在反应中液体可能冲入导气管。,d试用。 将固
8、体和液体（或溶液）反应物都按上述操作装入后，打开导气管活塞，液体就从半球体进入球体图6(a)与固体接触发生反应，生成的气体就由导气管逸出。然后关闭导气管的活塞，由于球体内气压增大，将液体压回半球体和球形漏斗。这时液体与固体脱离接触，反应自动停止图6(b)。,e反应中途固体和液体反应的添换方法。 通常在反应中，固体反应物将近用完或液体（或溶液）浓度变稀时，反应变得缓慢，生成的气体不够用，则应添加固体或更换液体（或溶液）。,添加固体的方法：先关闭导气管的活塞，将球体内的液体压出，使其与固体脱离接触，然后用橡皮塞塞严球形漏斗的上口（防止球形漏斗里的液体下降冲入容器球体部分，使反应发生）。再拔下导气管
9、上的塞子，将固体从导气管塞孔添加（图7），然后，重新塞紧带导气管的塞子，再拔下球形漏斗口上的橡皮塞。,中途添换液体（或溶液）的方法：关闭导气管的活塞，把液体压入球形漏斗中，然后用橡皮塞塞严球形漏斗的上口。把启普发生器先仰着放在废液缸上，使下口塞附近无液体，再拔下塞子（戴上橡皮手套或用钳子去拔，不要用手直接拔，以免腐蚀皮肤），然后使发生器下倾，让废液缓缓流出。废液流出后，再把塞子塞紧，直立启普发生器，从球形漏斗口注入新液体（或溶液）（图9）。,若要搬动或移动启普发生器，则要注意用手握住容器的凹进部分所谓“蜂腰”图10(a)；或用一手握持容器球形部分的上口颈部，另一只手托住半球体底部图10(b)，但绝不能只用一只手握住球形漏斗提着它移动图10(c)，这样，会使容器部分脱落，不仅会损坏仪器，而且可能造成伤害事故。,