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(如图所示，导管出口高于液面)。 

⑥测量收集到的气体的体积。   

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。

回答下列问题：

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

（2）以下是测量收集到的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）测量收集到的气体体积时，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 ℃、1.01×10⁵ Pa)，水蒸气的影响忽略不计，氧气的摩尔质量的计算式为(含a、b、c，不必化简)M(O₂)＝_____________________。

Answer

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 ②①③ 慢慢将量筒下移

【解析】

(1)检查气密性的方法：将导管的出口放入水中，用手紧握试管，观察水中的导管口是否有气泡冒出；

(2)要准确测量气体体积必须保持量筒内外气体的温度和压强相等，因此在读取量筒内气体的体积之前，应使试管和量筒内的气体都冷却至室温；再调节量筒内外液面高度使之相同；

(3)观察装置图可知，量筒内液面高于水槽液面，只要将量筒慢慢下移即可．从气体的热胀冷缩和读量筒中气体体积的方法两方面进行分析；

(4)利用恒压下的气体公式求得气体的物质的量和摩尔质量。

(1)检验装置的气密性时，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)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，才取出导管，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、回到室温后，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；所以正确的操作顺序为：②使气体都冷却至室温；①调整量筒内外液面高度使之相同；③读取量筒内气体的体积；即②①③；

(3)试管和量筒内的气体都冷却后，量筒内的液面一定高于量筒外的液面，慢慢将量筒下移，量筒上方气体体积减小，压强增大，当量筒内气体压强等于外界大气压时，量筒内液面和水槽内液面相平；

(4)由实验可知生成氧气的质量=ag-bg，25℃、1.01×l05 Pa时Vm=；n（O2）=；M（O2）==。