易溶于水、易吸水的物質密度測量

常規的密度測量方式是用托盤天平測量物體的質量，用量筒使用排水法測量物體的體積。但是，如果測量的物體易溶于水，就不能簡單地用排水法測量物體的體積；如果測量的物體易吸水，測量的體積誤差則較大。

一、易溶于水的物體

如果物體易溶于水，我們常用的體積測量方式有以下4種。

（1）埋沙法：用細沙代替水，測量物體的體積，由于沙子的流動性沒有水好，并且沙子中容易有空隙，所以在埋入沙子后，需要搖勻，如果沒有搖勻，沙子中的空隙會導致測量的體積偏大，而使最終測量的密度偏小。

（2）飽和法：可以利用物質的飽和溶液來測某易溶于水的物體的體積。比如測量鹽的體積時，可以在水中放入足量的鹽，直到量筒底部有鹽析出，測出體積為V1。然后加入待測鹽，當鹽不再溶解時，測出體積為V2，則V2 - V1為待測鹽的體積。

（3）排油法：如果物體只易溶于水，而不易溶于油，可以用油代替水。

（4）包膜法：用保鮮膜將物體包好，測量方式仍然用排水法，但保鮮膜有一定體積，測量的體積會偏大，最終會導致測量的密度偏小。

注意：埋沙法在測量易溶于水的物體時較為常見。飽和法、排油法和包膜法的測量過程與排水法無異，了解方法即可，考試中很少遇到。

例1 某興趣小組測量一種易溶于水且形狀不規則的固體顆粒物質的密度，測量的部分方法和結果如下。

（1）用調節好的天平測量適量小顆粒的質量。當天平平衡時，右盤中的砝碼和游碼位置如圖1所示，則稱量的顆粒的質量是__________g。

（2）因顆粒易溶于水，采用圖2方法測量體積，所稱量顆粒的體積是__________cm3。

（3）該物質的密度是__________kg/m3。

（4）在圖2C步操作中，若搖動不夠充分，細鐵砂未充滿顆粒的空隙，則測出的密度比實際密度偏 （填“大”或“小”）。

（5）在圖2C步操作中，若細鐵砂較少，全部倒進并反復搖動后，沒有完全覆蓋顆粒，則測出的密度比實際密度偏__________（填“大”或“小”）。

二、易吸水的物體

如果物體易吸水，假如以正常的方式測量，將物體放入量筒后，液面相比不吸水的物體會下降，從而導致測量的體積偏小，最終導致測量的密度偏大。

測量易吸水的物體的體積，上文中提到的埋沙法和包膜法仍有效。至于飽和法可以將其改為吸飽法，即將易吸水的物體先放入水中吸足水，再測量體積，方法和排水法一致。

例2 小明想測量大米的密度，但由于大米容易吸水，導致體積明顯變化，因此用排水法測量大米的體積是不合理的，于是小明進行了如下實驗和思考。

（1）如圖3甲，使用托盤天平稱取5 g大米，稱量過程中發現天平指針偏向右邊（如圖甲）。接下來小明應如何操作？__________。

（2）由于米粒間存在較大間隙，按圖3乙的方式用量筒直接測量大米體積，則會導致測得的體積值偏__________。

小明思考：能否用排空氣的方法測量大米的體積呢？他設想將大米與空氣密封在一個注射器內，只要測出注射器內空氣和大米的總體積及空氣的體積，其差值就是大米的體積。但如何測出空氣的體積呢？

查閱資料得知，溫度不變時，一定質量氣體的體積與其壓強的乘積是定值。于是進行了實驗二：稱取5 g大米并裝入注射器內（如圖3丙），從注射器的刻度上讀出大米和空氣的總體積，通過壓強傳感器測出此時注射器內空氣壓強為p；而后將注射器內的空氣緩慢壓縮，當空氣壓強增大為2p時，再讀出此時的總體積。（壓縮過程中大米的體積、空氣的溫度均不變。）整理相關數據記錄如下表。

[ 注射器內空氣壓強 注射器內空氣和大米的總體積 注射器內空氣體積 壓縮前 p 23毫升 V 壓縮后 2p 13毫升 0.5V ]

（3）由實驗二測得大米的密度為__________（計算結果精確到0.01）g/cm3。

答案：1. （1）168 （2）70 （3）2.4 × 103 （4）小 （5）小 2. （1）向左盤中添加大米，直到橫梁平衡 " "（2）大 （3）1.67

（作者單位：遼寧省實驗中學初中部）