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实验1 测量盐水的密度
实验装置
65
实验步骤
1.检查实验器材是否完整,观察托盘天平的称量和游码所在标尺上的分度值,以及量筒的测量范围和分度值。
2.调节好托盘天平,将盐水倒入烧杯中,用托盘天平测出烧杯和盐水的总质量$m_1$。
3.将盐水的一部分倒入量筒中,读出倒入量筒中盐水的体积$V$。
4.用托盘天平测出烧杯和剩余盐水的质量$m_2$。
5.利用公式$\rho=\frac{m}{V}$计算出盐水的密度。
注意事项
1.所测液体和烧杯的总质量不能超过托盘天平的称量。
2.量筒不能放在天平上。
3.先测质量再测体积。测质量时,要先测烧杯和盐水的总质量。
4.倒入液体时要缓慢,尽量避免液体飞溅。
5.计算时,要统一单位。
实验结论
盐水的密度为。
整理器材
实验结束后,认真整理实验器材,保持实验台面整洁。
交流与评估
1.某小组的同学用如下方法测量盐水的密度。
(1)用托盘天平测出空烧杯的质量$m_1$;
(2)在烧杯中装入一定量的盐水,测出烧杯和盐水的总质量$m_2$;
(3)将盐水全部倒入量筒中,测出盐水的体积$V$;
(4)计算出盐水的密度$\rho=\frac{m_2 - m_1}{V}$。
这种方法测出的盐水的密度偏大还是偏小?为什么?
2.实验中,若没有量筒,只有托盘天平、水和烧杯,该如何测量盐水的密度?
实验装置
65
实验步骤
1.检查实验器材是否完整,观察托盘天平的称量和游码所在标尺上的分度值,以及量筒的测量范围和分度值。
2.调节好托盘天平,将盐水倒入烧杯中,用托盘天平测出烧杯和盐水的总质量$m_1$。
3.将盐水的一部分倒入量筒中,读出倒入量筒中盐水的体积$V$。
4.用托盘天平测出烧杯和剩余盐水的质量$m_2$。
5.利用公式$\rho=\frac{m}{V}$计算出盐水的密度。
注意事项
1.所测液体和烧杯的总质量不能超过托盘天平的称量。
2.量筒不能放在天平上。
3.先测质量再测体积。测质量时,要先测烧杯和盐水的总质量。
4.倒入液体时要缓慢,尽量避免液体飞溅。
5.计算时,要统一单位。
实验结论
盐水的密度为。
整理器材
实验结束后,认真整理实验器材,保持实验台面整洁。
交流与评估
1.某小组的同学用如下方法测量盐水的密度。
(1)用托盘天平测出空烧杯的质量$m_1$;
(2)在烧杯中装入一定量的盐水,测出烧杯和盐水的总质量$m_2$;
(3)将盐水全部倒入量筒中,测出盐水的体积$V$;
(4)计算出盐水的密度$\rho=\frac{m_2 - m_1}{V}$。
这种方法测出的盐水的密度偏大还是偏小?为什么?
2.实验中,若没有量筒,只有托盘天平、水和烧杯,该如何测量盐水的密度?
答案
1.偏大。因为将烧杯中的盐水倒入量筒中时倒不干净,导致其体积偏小,故计算出的盐水的密度偏大。
2.用调节好的托盘天平分别测出空烧杯的质量$m_0$、装有一定体积水的烧杯的质量$m_1$、装有等体积待测盐水的烧杯的质量$m_2$,则待测盐水的密度$\rho=\frac{(m_2 - m_0)\rho_{水}}{m_1 - m_0}$。
2.用调节好的托盘天平分别测出空烧杯的质量$m_0$、装有一定体积水的烧杯的质量$m_1$、装有等体积待测盐水的烧杯的质量$m_2$,则待测盐水的密度$\rho=\frac{(m_2 - m_0)\rho_{水}}{m_1 - m_0}$。
解析
【分析】
要解决这道题，需紧扣液体密度测量的核心原理$\rho=\frac{m}{V}$，分两个问题思考：
1. 误差分析：需明确错误操作的影响——将烧杯中盐水全部倒入量筒时，烧杯内壁会残留盐水，导致测得的体积偏小，结合密度公式判断密度偏差；
2. 无量筒时的测量：利用水的密度已知的条件，采用等体积法，通过测量相同体积的水和盐水的质量，结合密度公式推导盐水密度（相同体积的不同物质，质量与密度成正比）。
【解析】
1. 误差分析：
该小组操作中，将烧杯内盐水全部倒入量筒时，烧杯内壁会残留部分盐水，导致量筒测得的盐水体积$V$比实际盐水体积偏小；而盐水的质量差$(m_2 - m_1)$是准确的，根据密度公式$\rho=\frac{m}{V}$，当质量$m$准确、体积$V$偏小时，计算出的密度$\rho$会偏大。
2. 无量筒时的测量方法：
① 用天平测空烧杯质量$m_0$；
② 向烧杯加一定体积的水，测烧杯和水的总质量$m_1$，则水的质量$m_{水}=m_1 - m_0$，水的体积$V_{水}=\frac{m_1 - m_0}{\rho_{水}}$（$\rho_{水}$为已知的水的密度）；
③ 倒净擦干烧杯，加入与水体积相等的盐水，测烧杯和盐水的总质量$m_2$，则盐水的质量$m_{盐水}=m_2 - m_0$，盐水体积$V_{盐水}=V_{水}$；
④ 因$V_{盐水}=V_{水}$，故$\frac{m_2 - m_0}{\rho_{盐水}}=\frac{m_1 - m_0}{\rho_{水}}$，整理得盐水密度$\rho=\frac{(m_2 - m_0)\rho_{水}}{m_1 - m_0}$。
【答案】
1. 偏大。因为将烧杯中的盐水倒入量筒中时倒不干净，导致其体积偏小，故计算出的盐水的密度偏大。
2. $\rho=\frac{(m_2 - m_0)\rho_{水}}{m_1 - m_0}$
【知识点】
液体密度测量、密度公式应用、实验误差分析
【点评】
本题围绕液体密度测量实验，重点考查实验误差分析和特殊方法测密度，需学生掌握密度公式的应用，理解实验误差的来源，以及利用等体积法替代量筒的思路，是密度测量的典型题型，能有效考查学生的实验分析与推导能力。
【难度系数】
0.5
要解决这道题，需紧扣液体密度测量的核心原理$\rho=\frac{m}{V}$，分两个问题思考：
1. 误差分析：需明确错误操作的影响——将烧杯中盐水全部倒入量筒时，烧杯内壁会残留盐水，导致测得的体积偏小，结合密度公式判断密度偏差；
2. 无量筒时的测量：利用水的密度已知的条件，采用等体积法，通过测量相同体积的水和盐水的质量，结合密度公式推导盐水密度（相同体积的不同物质，质量与密度成正比）。
【解析】
1. 误差分析：
该小组操作中，将烧杯内盐水全部倒入量筒时，烧杯内壁会残留部分盐水，导致量筒测得的盐水体积$V$比实际盐水体积偏小；而盐水的质量差$(m_2 - m_1)$是准确的，根据密度公式$\rho=\frac{m}{V}$，当质量$m$准确、体积$V$偏小时，计算出的密度$\rho$会偏大。
2. 无量筒时的测量方法：
① 用天平测空烧杯质量$m_0$；
② 向烧杯加一定体积的水，测烧杯和水的总质量$m_1$，则水的质量$m_{水}=m_1 - m_0$，水的体积$V_{水}=\frac{m_1 - m_0}{\rho_{水}}$（$\rho_{水}$为已知的水的密度）；
③ 倒净擦干烧杯，加入与水体积相等的盐水，测烧杯和盐水的总质量$m_2$，则盐水的质量$m_{盐水}=m_2 - m_0$，盐水体积$V_{盐水}=V_{水}$；
④ 因$V_{盐水}=V_{水}$，故$\frac{m_2 - m_0}{\rho_{盐水}}=\frac{m_1 - m_0}{\rho_{水}}$，整理得盐水密度$\rho=\frac{(m_2 - m_0)\rho_{水}}{m_1 - m_0}$。
【答案】
1. 偏大。因为将烧杯中的盐水倒入量筒中时倒不干净，导致其体积偏小，故计算出的盐水的密度偏大。
2. $\rho=\frac{(m_2 - m_0)\rho_{水}}{m_1 - m_0}$
【知识点】
液体密度测量、密度公式应用、实验误差分析
【点评】
本题围绕液体密度测量实验，重点考查实验误差分析和特殊方法测密度，需学生掌握密度公式的应用，理解实验误差的来源，以及利用等体积法替代量筒的思路，是密度测量的典型题型，能有效考查学生的实验分析与推导能力。
【难度系数】
0.5
