Question

為了測(cè)定某種烷烴(不溶于水，密度比空氣大)樣品的平均相對(duì)分子質(zhì)量，設(shè)計(jì)了下面的實(shí)驗(yàn)：
①取一個(gè)配有合適膠塞的潔凈、干燥的錐形瓶，準(zhǔn)確稱其質(zhì)量為m₁；
②往錐形瓶中通入干燥的該烴的樣品，塞好膠塞，準(zhǔn)確稱量，重復(fù)操作，直到前后兩次稱量結(jié)果基本相同，得到質(zhì)量為m₂；
③往錐形瓶中加滿水，塞好膠塞，準(zhǔn)確稱量，得到質(zhì)量為m₃。已知：空氣的平均相對(duì)分子質(zhì)量為29.0，完成下列問題：

可供選用的裝置
(1)具體說明本實(shí)驗(yàn)的原理________________________________________________。
(2)步驟②為什么要重復(fù)操作直到前后兩次稱量的結(jié)果基本相同？___________________。
(3)具體說明本實(shí)驗(yàn)中如何做到每次測(cè)量都在相同體積下進(jìn)行________________________。
(4)本實(shí)驗(yàn)中收集氣體樣品的操作，可選用的方法是(用圖中的標(biāo)號(hào)填寫)_____________。
(5)寫出錐形瓶中樣品的質(zhì)量m_樣品的計(jì)算式____________________(設(shè)空氣的質(zhì)量為m_空氣)
(6)寫出由實(shí)驗(yàn)測(cè)得該烷烴的平均相對(duì)分子質(zhì)量為____________________(計(jì)算式)。

Answer 1

(1)根據(jù)阿伏加德羅定律——同溫、同壓下，同體積的兩種不同氣體的質(zhì)量之比等于相對(duì)分子質(zhì)量之比
(2)保證瓶內(nèi)空氣完全排盡，樣品恒重
(3)在第一次稱量前，待錐形瓶塞緊膠塞后，在瓶口膠塞上做一標(biāo)記，以后每次測(cè)量，膠塞塞入瓶口的位置都以此為準(zhǔn)
(4)D
(5)m₂-m₁+m_空氣
(6)29.0×或29.0×

測(cè)定烷烴樣品的平均相對(duì)分子質(zhì)量用的是阿伏加德羅定律的推論，即；在測(cè)量過程中采用了測(cè)平均數(shù)據(jù)法(重復(fù)操作、兩次測(cè)量結(jié)果基本相同)可保證實(shí)驗(yàn)時(shí)瓶內(nèi)空氣完全排盡，使結(jié)果準(zhǔn)確；為使每次測(cè)量都在相同的體積下進(jìn)行，便須對(duì)錐形瓶中所容納物質(zhì)的體積進(jìn)行標(biāo)記；由于空氣的平均相對(duì)分子質(zhì)量為29.0，而樣品的平均相對(duì)分子質(zhì)量大于29.0，故要采用向上排空氣法收集(注意不能用排水法，否則將在樣品中混入水蒸氣而影響測(cè)定結(jié)果)；由實(shí)驗(yàn)操作可知，m₁為錐形瓶與空氣的總質(zhì)量，m₂為錐形瓶與烷烴樣品的總質(zhì)量，則m_樣品=m₂-m₁+m_空氣。