一道「測量鹽水密度」的經典實驗考題

2020-12-04 滄桑大路

在「測量鹽水密度」的實驗中:(1)把天平放在水平桌面上,將遊碼移至標尺左端零刻度線處,發現分度盤指針如圖甲所示,這時應通過向——(填「左」或「右」)調節平衡螺母使天平平衡.(2)小明進行了下列實驗操作:A.用天平測出空燒杯的質量m0=20g;B.用天平測出燒杯和剩餘鹽水的總質量m1=29g;C.將待測鹽水倒入燒杯中,用天平測出燒杯和鹽水的總質量m2,右盤所加砝碼和遊碼位置如圖乙所示,天平平衡;D.將燒杯中鹽水的一部分倒入量筒,測出這部分鹽水的體積V,量筒中液面位置如圖丙所示.小明同學的操作中有一個步驟是沒有必要的,請你幫他找出來,並幫他把必要的步驟正確排序.不必要的步驟是——;正確操作步驟順序為——(填字母代號).(3)請你幫助小明利於實驗中的數據計算出鹽水的密度:ρ鹽水=——kg/m3.

相關知識掃描:

(1)天平,一種衡器。由支點(軸)在梁的中心支著天平梁而形成兩個臂,每個臂上掛著一個盤,其中一個盤裡放著已知質量的物體,另一個盤裡放待測物體,固定在梁上的指針在不擺動且指向正中刻度時的偏轉就指示出待測物體的質量。天平是一種等臂槓桿。天平是一種衡器,是衡量物體質量的儀器。它依據槓桿原理製成,在槓桿的兩端各有一小盤,一端放砝碼,另一端放要稱的物體,槓桿中央裝有指針,兩端平衡時,兩端的質量(重量)相等。現代的天平,越來越精密,越來越靈敏,種類也越來越多。我們都知道,有普通天平、分析天平,有常量分析天平、微量分析天平、半微量分析天平,等等

(2)量筒是實驗室中使用的一種量器,主要用玻璃,少數(特別是大型的)用透明塑料製造。用途是按體積定量量取液體。量度一定體積液體的量器之一。量筒一般準確度較低。不能用作反應器,絕對不能加熱,也不能用於配製溶液或溶液的稀釋。 [1]

為豎長的圓筒形,上沿一側有嘴,便於傾倒。下部有寬腳以保持穩定。圓筒壁上刻有容積量程,供使用者讀取體積。最大衡量容積從幾毫升到幾升。筒壁自下而上印有刻度。觀察讀數時,實驗人員要注意視線需要與液體的凹液面的最低處(或凸液面的最高處)相平。

常規用途:

用來測液體體積的容器還有刻度吸管、移液管和滴管,前兩者都比量筒的準確性高。但一隻移液管一次只能量取固定量的溶液,刻度吸管可以量取需要的刻度量,而滴管使用上比較繁瑣,也相對準確度差,一般用於粗略移取,如顯色劑、緩衝液等。

特殊用途:

1,量取固體體積:先在量筒中取一定量的水,並記錄初始讀數,再向量筒中加入固體物質,再記錄末了讀數,其體積差即為固體的體積。 2.量取氣體體積:進入量筒中液體的體積即近似為生成的氣體的體積。

量筒規格:

一般有5mL,10mL,25mL,50mL,100mL,250mL,500mL,1000mL等規格。

使用方法:

怎樣把液體注入量筒?

向量筒裡注入液體時

在看量筒的容積時是看水面的中心點

俯視時視線斜向下 視線與筒壁的交點在水面上所以讀到的數據偏高,實際量取溶液值偏低。

仰視是視線斜向上 視線與筒壁的交點在水面下所以讀到的數據偏低,實際量取溶液值偏高。

量筒不能直接加熱 不能在量筒裡進行化學反應 不能在量筒裡配製溶液的原因:

(1)量筒容積太小,不適宜進行反應

(2)不能在量筒內稀釋或配製溶液,不能對量筒加熱,所以不易配製溶液。

(3)不能在量筒裡進行化學反應,以免對量筒產生傷害,有時甚至會發生危險。

(4)反應可能放熱

注意: 在量液體時,要根據所量的體積來選擇大小恰當的量筒(否則會造成較大的誤差),讀數時應將量筒垂直平穩放在桌面上,並使量筒的刻度與量筒內的液體凹液面的最低點保持在同一水平面。 一般來說量筒是直徑越細越好,這樣的精確度更高,因為圓形的面積只能計算粗略數,所以直徑愈大,誤差愈大。

量筒的刻度是從幾開始

最低刻度通常來說是最大刻度的十分之一。

比如最大刻度為10mL量筒標準最低刻度1mL,500mL的量筒則最低刻度應為50mL。

解:(1)圖甲中指針偏右,說明右側質量大,因此應向左移動平衡螺母;

(2)實驗步驟中C與B兩次的結果之差就是倒入量筒中鹽水的質量,因此步驟A是多餘的;實驗中應先測燒杯與鹽水的總質量,再倒一部分到量筒中測出體積,再測剩餘鹽水和燒杯的質量,因此正確操作步驟順序為C、D、B;

(3)讀圖乙可知燒杯和鹽水的總質量為50g+10g+2g=62g,量筒中鹽水的體積為30cm3,鹽水的密度ρ=m2m1V=62g29g30cm3=1.1×103kg/m3.

故答案為:(1)左;(2)A;C、D、B;(3)1.1×103kg/m3.

解析:

(1)調節天平時應向指針偏轉的對側移動平衡螺母;

(2)實驗過程主要是測量鹽水的質量與體積,並考慮儘量減小實驗的誤差;

(3)鹽水的密度要用公式進行計算,利用m2-m1求出鹽水的質量,通過量筒讀出鹽水的體積.

考點點評:

實驗中考查了天平的調節與讀數、量筒的讀數、密度公式的運用等,對實驗步驟的正確把握是本題考查的重點,應通過對步驟的理解學會選擇最優化的設計,既要使操作簡便也要儘量減小誤差.

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