某化学课外小组为测定空气中CO2的含量,进行了如下实验:①配制0.1000mol/L 和0.01000mol/L的标准盐酸;

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-05-03
理工学科->化学

解:
在温度压强相同的情况下,同样体积的氮气与氧气质量比为其相对分子质量之比,氮气的相对分子质量是 14.0067×2 = 28.0134 。氧气的相对分子质量是 15.9994×2 = 29.9988 。也就是说,同样体积氮气与氧气质量比为 28.0134 : 29.9988 。

在空气中,氮气与氧气的质量比为 75.47 : 23.20
设氧气体积为 V ,氮气体积是氧气体积的 x 倍。那么氮气体积是 Vx

(V·氮气密度) : (V·氧气密度) = 28.0134 : 29.9988
(Vx·氮气密度) : (V·氧气密度) = 75.47% : 23.20%

二式相除,得到
1/x = (28.0134 ÷ 29.9988) ÷ (75.47% ÷ 23.20%)
算得 x = 3.483(6)
有效数字应该是四位,多留一位以便之后计算。
如果使用整数的相对原子质量,x = 3.48538……

设其它气体体积分数 a% ,密度为 ρ 。
氧气体积分数为 (1 - a%)/(x + 1),则氮气体积分数为 x(1 - a%)/(x + 1) 。这里边 x 是已经求出来的,是系数,a 才是未知数。

所有气体的体积分数分别乘以其密度之和,等于空气的密度。根据条件,可以列出方程组
ρa% + (1 - a%)/(x + 1)ρ氧气 + x(1 - a%)/(x + 1)ρ氮气 = ρ空气
ρa% / ρ空气 = 1.33%

由下边这个方程得到 ρ = 0.0133ρ空气 / a%
于是上边那个方程变成如下形式
1.33ρ空气 + (1 - a%)/(x + 1)ρ氧气 + x(1 - a%)/(x + 1)ρ氮气 = ρ空气
其中ρ空气、ρ氧气、ρ氮气 还有 x 都是已知的了。带入所有已知量,得到 a% = 1.154% ;
如果使用整数的相对原子质量,a% = 0.01152984…… ≈ 1.15%

氮气体积分数 x(1 - a%)/(x + 1) = 76.80%
氧气体积分数 (1 - a%)/(x + 1) = 22.05%

如果使用整数相对原子质量,氮气体积分数为76.81%,氧气体积分数为22.04%

(1)设原溶液中硫酸质量为X.
H2SO4+Ba(OH)2==BaSO4+2H2O
X=98*20*17.1%/171=1.96
所以,原溶液中硫酸质量分数为1.96/20*100%=9.8%
(2) ph=7时,溶质为氯化钡,设为y
2HCl+Ba(OH)2==BaCl2+H2O
y=208*40*17.1%/171=8.32

(1)配制一定物质的量浓度的盐酸时,步骤有减少、稀释、转移、洗涤、定容、摇匀等,需要仪器有:容量瓶、量筒(或者酸式滴定管)、烧杯、胶头滴管及玻璃棒,即BCDEFG,
故答案为:BCDEFG;
(2)滴定操作时,左手控制活塞,右手摇动锥形瓶,眼睛注视锥形瓶内溶液颜色变化,
故答案为:控制活塞; 摇动锥形瓶;注视锥形瓶内溶液颜色的变化;
(3)根据反应方程式:Ba(OH)2+2HCl═BaCl2+2H2O,则c[Ba(OH)2]×10.00 mL=
1
2
×0.1 mol/L×19.60 mL,解得c[Ba(OH)2]=0.098 mol/L,
故答案为:0.098 mol/L;
(4)下一步需要用盐酸滴定与二氧化碳反应后剩余的氢氧化钡,为了防止BaCO3与HCl发生反应,影响滴定结果,应该分离出BaCO3
故答案为:分离出BaCO3,防止HCl与BaCO3反应;
(5)发生的反应方程式:Ba(OH)2+CO2═BaCO3↓+H2O,20 mL滤液中Ba(OH)2的物质的量为34.80×10-3×0.01×
1
2
 mol=0.174×10-3 mol,那么100 mL滤液中有Ba(OH)2:100mL滤液中含有的氢氧化钡的物质的量为:0.174×10-3×
100mL
20mL
mol=8.70×10-4 mol,
原有的氢氧化钡的物质的量为:0.098 mol/L×10×10-3L=9.8×10-4 mol,
空气中二氧化碳消耗的氢氧化钡的物质的量为:9.8×10-4 mol-8.70×10-4 mol=1.1×10-4 mol,n(CO2)=n(Ba(OH)2)=1.1×10-4 mol,
二氧化碳的体积分数为:
1.1×10?4×22.4
10
×100%=0.025%,
故答案为:0.025%;
(6)由于酸式滴定管没有润洗,导致第二次滴定消耗的标准液盐酸体积偏小,计算出的氢氧化钡物质的量偏小,则与二氧化碳反应的氢氧化钡物质的量偏大,计算结果偏大,
故答案为:偏大.

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