例8 某学生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,放入干燥试管中,准确称量,质量为ag. 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,导管出口高于液面) ⑥测量收集到气体的体积 ⑦准确称量试管和残留物的质量为bg 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到室温;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℃、1.01×105Pa),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)=

思路分析：本题考查了考生对基本实验知识和实验技能的掌握情况以及对具体问题的分析和处理能力。

(1)有三个要点：①将导管出口浸入水槽中;②手握住试管，有气泡从导管口逸出;③放开手后，有少量水进入导管，且高度不变(此点不要疏忽，若气密性不好，由于手握住试管后温度上升，则气体完全有可能从导管口逸出，只有水进入导管，且高度保持不变，说明气体不能再从其它地方进入，则气密性良好)。

(2)关键弄清①②如何排序。而对①②来说，必须先冷却至室温，否则即使高度暂时调平，至试管和气体冷却至室温时液面又不相平，故应为②①③。

(3)和物理知识相联系知：慢慢将量筒下移。

(4)据V1/V2=T1/T2，将c LO2化为标准状况体积为：[273K/(273+25)K]×c L=273 c/298 L,

n(O2)=273 c/298 L÷22.4L/mol=273c/(298×22.4) mol m(O2)=(a-b)g

M(O2)=m(O2)/n(O2)=[298×22.4×(a-b)] c/273 g/mol

答案：(1)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,有少量的水进入导管,表明装置不漏气;(2)与(3)见分析划线;(4)[22.4L.mol-1×298K×(a g-b g)]/(273K×cL)

方法要领：题中要求学生在特定的实验条件下，有创造性的解决具体问题。解题中要注意到题目中所要求检验气密性的装置中已放入反应物，所以不能用“给试管加热”的方法，而只能用“手握住试管”的方法。更多的信息要结合装置图去获取，请认真观察装置图，并注意以下几处：

收集气体的装置是量筒而不是试管;停止加热后，导气管出口高于液面;停止加热后，量筒内液面高于水槽中液面。

防止回答“如何使量筒内外液面高度相同”时错答成：将试管上下移动。

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