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    188宝金博页面版: 巧测常温下氢气的摩尔体积

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    内容提示： 中 学 化 学2011 年第 9 期 巧测常温下 氢气的摩 尔体积 浙江 省杭州 市西湖 高级中学 310023 夏立先 梅娟 上海高中化学课本《 化学》 ( 上海科技出版社 出版 ， 高中二年级第一学期试用本 2007 年 8 月第 1 版) 中设计 了一个测定常温下氢气摩尔体积的 实验 ， 其 目的是培养学生的动手实验能力和科学 素养。该实验装置用的是一套专用装置， 存在比 较多的缺陷： ( 1) 价格高， 不便于推广。( 2) 结构 复杂 ， 操作繁琐。( 3) 为调整装置气压、 注入反应 液和读出反应产生氢气所排出液体的体积 ， 三次 用到一次性注射器， 实验精度低， 实验相对误差在 1 0％左右 。为此...

    文档格式：PDF | 页数：2 | 浏览次数：56 | 上传日期：2015-04-18 16:23:45 | 文档星级：
    中 学 化 学2011 年第 9 期 巧测常温下 氢气的摩 尔体积 浙江 省杭州 市西湖 高级中学 310023 夏立先 梅娟 上海高中化学课本《 化学》 ( 上海科技出版社 出版 ， 高中二年级第一学期试用本 2007 年 8 月第 1 版) 中设计 了一个测定常温下氢气摩尔体积的 实验 ， 其 目的是培养学生的动手实验能力和科学 素养。该实验装置用的是一套专用装置， 存在比 较多的缺陷： ( 1) 价格高， 不便于推广。( 2) 结构 复杂 ， 操作繁琐。( 3) 为调整装置气压、 注入反应 液和读出反应产生氢气所排出液体的体积 ， 三次 用到一次性注射器， 实验精度低， 实验相对误差在 1 0％左右 。为此 ， 笔者 对该 实验进行 了研究 ， 找到 了一种更为简单的测定常温下氢气摩尔体积的方 法 ， 现介绍 如下 。 一、教材 中实验简介 1． 实验装 置 如 图 1 所示 ， 装置 由三部 分组 成 ： 气体发生器 A 、 储液瓶 B 和液体量瓶 C。 2． 实验 步骤 ( 1)A 瓶中放人已称量过的镁带和少量水， 记下 镁带的质量为 m g(一般取 0． 1 00 g - 0． 110 g) 。 (2 ) 用注射器针头插 入 A 瓶 的橡皮塞并抽 A B C ·2 1 · 圈 1 气 ， 直到瓶中央的导管内外液面持平为止。此时 A 、 B 瓶内封住的空气约为一个大气压。 ( 3) 用注射器 吸取一 定体 积的 3 mol · L 硫 酸 vo mL( 一般取 10 mL) ， 注入 A 瓶 。 ( 4) 镁带完全反应后 ， 读 出 C 瓶 中液体体积 为 mL． ( 5) 用注射器在瓶加料 口抽气 ， 使瓶的导管 口内外液面再次持平。从注射器上读出抽气气体 的体积为 Vb mL ( 6) 记录实验温度。 (7)计算氢气的体积： V( H： ) ： ( 该温度下氢气的摩尔体积为： v ：M( Mg) × ( H ) ／~ 1 000 m ， M(Mg)是镁 的摩尔质量。 + 一 )nlL 液很快变黄。在升温、 Fe“ 和 s0， 浓度增大的条 件下 ， 反应( 1) 速率提高 ， 所 以 3 m in 后黄色逐渐变 浅。 对实验 2② 的解 释： 在 Fe( OH ) 胶 体 中 Fe( Ⅲ) 大部分以[ Fe( OH) ， ] 形式存在 于胶核 中 ， 胶 粒 中存在双 电层结构 ， 最外层 吸附 的是 cl 一 等负电荷， 内层吸附的 Fe¨ 不易和铁粉接触， 所 以很长时间不褪色。在棕红色溶液中， Fe( III ) 以 Fe( so )： 离子形式分散于溶液中。铁和Fe“ 反 应促进 了配合物的电离 ， 所以能很快褪色。但对 于生成的 白色混浊物 ， 有待进 一步研 究 。 对实验 3 的解 释 ： 向 FeC1 溶 液 中通入 SO， ， 开始溶 液出现棕红色 ， 可能 的原 因是配位反应 ( 2) 的反应速率大于氧化还原反应( 1) 的速率， 主 要发生的是反应 ( 2) 。放置相 当长的一段时间， 棕红色会逐渐变浅直至浅绿色， 可能的原 因是反 应( 1) 的趋势大于反应(2) 的趋势 ， 在此过程中缓 慢发生着反应( 1) ， 使反应( 2) 的程度不断减弱。 3． 结论 ： Fe” 和 SO， 的反 应现 象是 热力 学和 动 力学共 同作 用的结果 Fe“ 和 sO 既可以发生配位反应生成棕红色 的Fe(so )： ， 又能发生氧化还原反应生成 Fe“ 、 sO 一 和 H 。从动力学角度看， 配位反应速率快； 从热力学角度看 ， 配合物稳定性 差 ， 氧化还原反 应 趋势大 。FeC1 溶 液 中通入 SO 的反 应现 象 ( 立 即生成棕红色溶液 ， 相当长时间后颜色变为浅绿 色。 ) 是两者综合作用的结果。 需要说 明的是 ， 笔者查 阅了大量化 学文献 ， 并 未见有配合物Fe(SO )： 的相关报道。由于受到 中学实验条件的限制， 对生成配合物 Fe( SO )： ’ 的结论仅仅局限于假设阶段 ， 还缺乏更精确的实 验确认。希望笔者的研究起到抛砖引玉的作用。 ( 收稿 日期 ： 2011—07 —11)

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