某化學(xué)興趣小組對“空氣中氧氣含量的測定”展開探究。
【實驗回顧】
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(1)實驗室常用紅磷燃燒的方法測定空氣中氧氣的含量(如圖1、圖2),紅磷燃燒的化學(xué)方程式為 4P+5O2 點燃 2P2O54P+5O2 點燃 2P2O5,裝置中的止水夾一開始應(yīng)該處于 關(guān)閉關(guān)閉(“打開”或“關(guān)閉”)狀態(tài),目的是 防止氣體受熱從導(dǎo)管中逸出防止氣體受熱從導(dǎo)管中逸出。
興趣小組用該方法測出的氧氣含量常常遠低于21%。
【實驗改進】甲同學(xué)認為誤差主要是由實驗裝置造成的,于是改用圖3裝置進行實驗。
(2)按圖2裝置實驗,實驗開始前應(yīng)先進行的一步操作是 檢查裝置氣密性檢查裝置氣密性。
(3)按圖3裝置實驗,點燃紅磷的方式不同于圖1,而是接通電源使電烙鐵發(fā)熱,點燃紅磷后,斷開電源。與圖2裝置相比,圖3裝置使用電烙鐵可以減小實驗誤差,其原因是 改進后的裝置無需打開瓶塞點燃紅磷,避免瓶內(nèi)空氣外逸而而造成實驗誤差改進后的裝置無需打開瓶塞點燃紅磷,避免瓶內(nèi)空氣外逸而而造成實驗誤差。
【提出問題】在操作規(guī)范的情況下,用改進后的裝置測得的氧氣含量約為14%。為什么測量結(jié)果與真實值仍有較大差距呢?
【查閱資料】燃燒過程中當氧氣體積分數(shù)低于7%時,紅磷就無法繼續(xù)燃燒。引起本實驗的誤差除裝置外,還與可燃物的性質(zhì)有關(guān)。
【實驗探究1】乙同學(xué)利用圖4裝置測定空氣中氧氣的含量。其中與集氣瓶相連的壓強傳感器等電子設(shè)備能將集氣瓶內(nèi)壓強精確地記錄并保存下來。圖5是用該裝置測得的木炭在集氣瓶中燃燒的壓強-時間關(guān)系圖(該裝置氣密性良好,P0是集氣瓶內(nèi)初始氣壓,P是反應(yīng)結(jié)束時恢復(fù)到室溫時集氣瓶內(nèi)的氣壓)。
(4)反應(yīng)開始時集氣瓶中壓強會瞬間變大,原因是 木炭燃燒放熱,使瓶內(nèi)溫度升高,壓強增大木炭燃燒放熱,使瓶內(nèi)溫度升高,壓強增大。
(5)根據(jù)圖5,木炭不可代替紅磷測定空氣中氧氣含量的原因是 木炭燃燒雖消耗氧氣但生成二氧化碳,反應(yīng)前后瓶內(nèi)壓強并未發(fā)生明顯變化木炭燃燒雖消耗氧氣但生成二氧化碳,反應(yīng)前后瓶內(nèi)壓強并未發(fā)生明顯變化。
【實驗探究2】已知常溫下鐵與空氣中的氧氣、水反應(yīng)生成鐵銹(主要成分是Fe2O3?xH2O),在有氯化鈉、炭粉存在條件下,反應(yīng)速度較快。丙同學(xué)根據(jù)鐵生銹的原理,探究用鐵能否準確測定空氣中氧氣的含量,設(shè)計了圖6所示實驗裝置,8分鐘后測得數(shù)據(jù)如表:
點燃
點燃
實驗前的體積 | 實驗后的體積 | |
集氣瓶內(nèi)空氣 | 量筒內(nèi)水 | 量筒內(nèi)剩余水 |
262mL | 180.0mL | 127.2mL |
增大反應(yīng)物之間的接觸面積
增大反應(yīng)物之間的接觸面積
。(7)根據(jù)表中數(shù)據(jù)計算空氣中的氧氣含量。(寫出計算過程,計算結(jié)果保留到0.1%)
【考點】測定空氣里氧氣含量的探究.
【答案】4P+5O2 2P2O5;關(guān)閉;防止氣體受熱從導(dǎo)管中逸出;檢查裝置氣密性;改進后的裝置無需打開瓶塞點燃紅磷,避免瓶內(nèi)空氣外逸而而造成實驗誤差;木炭燃燒放熱,使瓶內(nèi)溫度升高,壓強增大;木炭燃燒雖消耗氧氣但生成二氧化碳,反應(yīng)前后瓶內(nèi)壓強并未發(fā)生明顯變化;增大反應(yīng)物之間的接觸面積
點燃
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/10/1 2:0:1組卷:16引用:1難度:0.5
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1.如圖1是某化學(xué)興趣小組利用氣壓傳感器測定紅磷燃燒時集氣瓶內(nèi)氣壓變化的實驗裝置。圖2是集氣瓶內(nèi)氣壓隨時間的變化情況。下列說法不正確的是( )
發(fā)布:2024/12/25 11:30:2組卷:1073引用:3難度:0.7 -
2.某校研究性學(xué)習小組用如圖所示裝置進行鎂條在空氣中燃燒的實驗。待鎂條完全燃燒并冷卻后打開彈簧夾,進入集氣瓶中水的體積約占集氣瓶容積的70%。
(1)圖中A儀器的名稱是
(2)如果鎂條只和空氣中的氧氣反應(yīng),則進入集氣瓶中水的體積最多不超過其容積的
【發(fā)現(xiàn)問題】氮氣是如何減少的?
【做出猜想】
【查閱資料】鎂條在氮氣中能燃燒,產(chǎn)物為氮化鎂(Mg3N2)固體。氮化化鎂中氮的化合價是C+2MgO,該反應(yīng)所的基本反應(yīng)類型是點燃
(3)通過以上探究,你對燃燒的有關(guān)知識有了哪些新的認識?(寫出一條即可)
(4)24g鎂在二氧化碳中燃燒可生成多少克氧化鎂?發(fā)布:2024/11/18 8:0:1組卷:13引用:1難度:0.5 -
3.測定空氣里氧氣的含量,甲、乙、丙三個同學(xué)用如圖所示的裝置分別進行了實驗探究。
(1)實驗時,取下橡膠塞,點燃紅磷后迅速伸入集氣瓶中并旋緊橡膠塞,這時看到的現(xiàn)象是
(2)甲同學(xué):用足量的木炭代替紅磷做測定空氣中氧氣含量的實驗,結(jié)果實驗失敗了,請你幫助他分析失敗的原因:
(3)乙同學(xué):想用鎂條來代替紅磷做實驗,老師告訴他這種方法不是較好的方法,因為鎂條在空氣中燃燒非常劇烈,鎂既可以和氧氣反應(yīng),也可以和氮氣反應(yīng)生成氮化鎂。請寫出鎂和氮氣反應(yīng)生成氮化鎂的文字表達式:
(4)丙同學(xué):打算用鐵絲替代紅磷,實驗?zāi)芊癯晒??請說明理由。
(5)燃燒后,集氣瓶內(nèi)剩余的氣體主要是氮氣,請結(jié)合本實驗推測氮氣的物理性質(zhì)是發(fā)布:2024/11/7 8:0:2組卷:19引用:1難度:0.5