Question

為了測定某種烷烴(不溶于水，密度比空氣大)樣品的平均相對分子質量，設計了下面的實驗：
①取一個配有合適膠塞的潔凈、干燥的錐形瓶，準確稱其質量為m₁；
②往錐形瓶中通入干燥的該烴的樣品，塞好膠塞，準確稱量，重復操作，直到前后兩次稱量結果基本相同，得到質量為m₂；
③往錐形瓶中加滿水，塞好膠塞，準確稱量，得到質量為m₃。已知：空氣的平均相對分子質量為29.0，完成下列問題：

可供選用的裝置
(1)具體說明本實驗的原理________________________________________________。
(2)步驟②為什么要重復操作直到前后兩次稱量的結果基本相同？___________________。
(3)具體說明本實驗中如何做到每次測量都在相同體積下進行________________________。
(4)本實驗中收集氣體樣品的操作，可選用的方法是(用圖中的標號填寫)_____________。
(5)寫出錐形瓶中樣品的質量m_樣品的計算式____________________(設空氣的質量為m_空氣)
(6)寫出由實驗測得該烷烴的平均相對分子質量為____________________(計算式)。

Answer 1

(1)根據阿伏加德羅定律——同溫、同壓下，同體積的兩種不同氣體的質量之比等于相對分子質量之比
(2)保證瓶內空氣完全排盡，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記，以后每次測量，膠塞塞入瓶口的位置都以此為準
(4)D
(5)m₂-m₁+m_空氣
(6)29.0×或29.0×

測定烷烴樣品的平均相對分子質量用的是阿伏加德羅定律的推論，即；在測量過程中采用了測平均數據法(重復操作、兩次測量結果基本相同)可保證實驗時瓶內空氣完全排盡，使結果準確；為使每次測量都在相同的體積下進行，便須對錐形瓶中所容納物質的體積進行標記；由于空氣的平均相對分子質量為29.0，而樣品的平均相對分子質量大于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定結果)；由實驗操作可知，m₁為錐形瓶與空氣的總質量，m₂為錐形瓶與烷烴樣品的總質量，則m_樣品=m₂-m₁+m_空氣。