Question

測定1 mol氧氣在標準狀況下所占體積的實驗操作的步驟如下：
①按下圖裝配實驗裝置。

②洗凈試管然后充分干燥。
③向500 mL燒瓶里裝滿水，向500 mL燒杯里加入少量水，把連接燒瓶和燒杯的玻璃管A、橡皮管B和玻璃管C中也裝滿水，在中間不要留下氣泡，然后用彈簧夾把橡皮管B夾緊。
④稱得試管的質量為14.45 g，往試管里加入KClO₃和MnO₂的混合物，再稱其質量為15.95 g。
⑤打開彈簧夾，把燒杯舉起使燒瓶和燒杯中的水面一致，再關閉彈簧夾，然后把燒杯中的水倒掉。
⑥打開彈簧夾，加熱試管的混合物到不再產生氣體，即水不再流向燒杯時為止。
⑦反應完畢后把裝置冷卻到室溫。
⑧調節燒杯的高度使燒瓶和燒杯中的水面一致，然后再關閉彈簧夾。
⑨用500 mL量筒測量燒杯里水的體積為285.0 mL，把它換算為標準狀況下氧氣的體積為279.7 mL。
⑩再稱量冷卻后試管的質量為15.55 g。
(1)在操作⑦中，裝置冷卻時，玻璃管C的出口一直要在燒杯的水中，不能離開水面，其理由是                                                               。
(2)簡述操作⑧的必要性，即為什么要調節燒杯的高度，使燒瓶和燒杯中的水面一致？                                                                。
(3)標準狀況下，1 mol氧氣所占的體積(保留小數后兩位)為       L；混合物中MnO₂的質量分數為       。

Answer 1

(1)溫度降低時，燒瓶內的壓強降低，這時燒杯中的水就會回流，從而可以準確地求出氣體的體積
(2)使燒瓶中的壓強和外界大氣壓一致，否則，就不能準確地求出氣體體積
(3)22.38　32%

這是一道利用阿伏加德羅定律測定1 mol氧氣標準狀況下所占體積的實驗題。其原理是通過測量氧氣排出的水的體積，進而確定產生的氧氣的體積，成功的關鍵是燒瓶內的氣體在反應前后是否處于同一狀態，即是否同溫同壓，由于氣體體積的大小受溫度、壓強的影響，若燒杯內的液面與燒瓶中的液面不一致，則造成壓強與外界大氣壓不一致，使誤差增大。若反應完后未冷卻至室溫，則會更多地偏離標準狀況，使結果不準確。