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“空氣里氧氣含量測定”再探究。
【回顧歷史】二百多年前,法國化學(xué)家拉瓦錫通過用金屬汞在空氣中加熱生成氧化汞等實驗,第一次明確得出了
空氣是由氧氣和氮氣組成的,其中氧氣約占空氣總體積的
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空氣是由氧氣和氮氣組成的,其中氧氣約占空氣總體積的
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的結(jié)論。
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【重溫教材】實驗室常用紅磷燃燒的方法測定空氣中氧氣的含量(裝置如圖1),紅磷燃燒時的現(xiàn)象為
產(chǎn)生大量白煙,放出熱量
產(chǎn)生大量白煙,放出熱量
,反應(yīng)的文字表達(dá)式為
紅磷+氧氣
點燃
五氧化二磷
紅磷+氧氣
點燃
五氧化二磷
。理論上實驗成功時打開彈簧夾后的現(xiàn)象是
燒杯中的水倒吸入集氣瓶中,進(jìn)入的水的體積約占原空氣體積的
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燒杯中的水倒吸入集氣瓶中,進(jìn)入的水的體積約占原空氣體積的
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。實際上用該方法測得的氧氣含量常常低于理論值。
【提出問題】用紅磷燃燒的方法為什么不能準(zhǔn)確測定空氣中氧氣的含量?
【進(jìn)行實驗】查閱資料后,學(xué)習(xí)小組進(jìn)行如下實驗:如圖2所示,接通電源,用高壓點火裝置引燃紅磷,利用傳感器技術(shù)實時測定實驗過程中裝置內(nèi)的壓強、溫度和氧氣濃度,得到三條曲線,變化趨勢如圖3所示。
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(1)X曲線表示壓強變化趨勢,Y曲線表示
溫度
溫度
(填“溫度”或“氧氣濃度”)變化趨勢。
(2)結(jié)合Y、Z兩條曲線綜合分析,圖3中AB段壓強變化的原因是
紅磷燃燒放熱,氣體溫度升高,使壓強增大,同時消耗氧氣使壓強減小,壓強增大的程度大于減小的程度
紅磷燃燒放熱,氣體溫度升高,使壓強增大,同時消耗氧氣使壓強減小,壓強增大的程度大于減小的程度
。
(3)DE段壓強變大,D點對應(yīng)的操作是
打開活塞
打開活塞
。
【實驗結(jié)論】由圖3知,用紅磷燃燒的方法測得的氧氣含量偏低的原因是
紅磷燃燒沒有完全消耗空氣中的氧氣
紅磷燃燒沒有完全消耗空氣中的氧氣
【答案】空氣是由氧氣和氮氣組成的,其中氧氣約占空氣總體積的
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;產(chǎn)生大量白煙,放出熱量;紅磷+氧氣
點燃
五氧化二磷;燒杯中的水倒吸入集氣瓶中,進(jìn)入的水的體積約占原空氣體積的
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;溫度;紅磷燃燒放熱,氣體溫度升高,使壓強增大,同時消耗氧氣使壓強減小,壓強增大的程度大于減小的程度;打開活塞;紅磷燃燒沒有完全消耗空氣中的氧氣
【解答】
【點評】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/9/12 14:0:9組卷:10引用:1難度:0.5
相似題
  • 1.空氣與我們的生活息息相關(guān)。有關(guān)空氣組成的研究與發(fā)現(xiàn)對化學(xué)的發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。
    Ⅰ、拉瓦錫的研究:用加熱汞的方法測定空氣中氧氣的含量
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    如圖1所示,拉瓦錫把少量的汞放在密閉的玻璃容器中連續(xù)加熱12天后,發(fā)現(xiàn)有一部分銀白色的液態(tài)汞變成紅色粉末,容器內(nèi)空氣體積減少了約五分之一,收集汞表面生成的紅色粉末(氧化汞),置于另一容器內(nèi)強熱得到了汞和氧氣,且氧氣的體積恰好等于原來密閉容器里所減少的空氣體積。
    (1)上述實驗中,使用汞的優(yōu)點有
     
    。
    A.汞為液態(tài),在加熱的條件下只與氧氣反應(yīng)且生成物為固體
    B.時間足夠長,能將密閉裝置中的氧氣幾乎耗盡
    C.實驗過程中沒有污染
    D.生成的化合物加熱分解又能得到汞和氧氣
    (2)繼拉瓦錫研究后,英國科學(xué)家瑞利經(jīng)多次實驗發(fā)現(xiàn):從空氣分離得到的氮氣密度總是略大于純凈氮氣密度。造成這一差異主要與空氣中的
     
    相關(guān)。
    Ⅱ、興趣小組A的實驗:用紅磷燃燒的方法測定空氣中氧氣的含量(如圖2所示)
    (3)用酒精燈點燃燃燒匙中過量的紅磷,觀察到的現(xiàn)象有
     
    并放出大量的熱。寫出該反應(yīng)的文字表達(dá)式:
     

    (4)該興趣小組同學(xué)經(jīng)多次實驗發(fā)現(xiàn):當(dāng)反應(yīng)停止并恢復(fù)至室溫,用氧氣濃度傳感器測得廣口瓶內(nèi)始終有8%左右的氧氣殘留。請分析紅磷燃燒無法耗盡氧氣的原因是
     
    (已排除操作原因引起的實驗誤差)。
    Ⅲ、興趣小組B的實驗:用鐵生銹原理測定空氣中氧氣含量(如圖3所示,鐵生銹消耗空氣中的氧氣和水蒸氣)。測得實驗數(shù)據(jù)如表:
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    測量項目 實驗前燒杯中水的體積 實驗后燒杯中剩余水的體積 集氣瓶(扣除內(nèi)容物)和導(dǎo)管的體積
    體積/mL 80.0 51.2 140.0
    (5)根據(jù)表中數(shù)據(jù),計算實驗測得的空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)是
     
    (計算結(jié)果精確到0.1%)。
    (6)實驗過程中,連接數(shù)字傳感器,測得圖2、圖3中氧氣的體積分?jǐn)?shù)隨時間變化的關(guān)系分別如圖4、圖5所示。依據(jù)圖4、圖5信息,“圖5實驗”的測定方法更準(zhǔn)確,其依據(jù)是
     
    。結(jié)合你的學(xué)習(xí)經(jīng)驗,若要尋找紅磷或鐵粉除氧劑的替代物。用圖中所示裝置測定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù),該代替物應(yīng)滿足的條件是
     
    。
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    發(fā)布:2024/9/21 16:0:8組卷:32引用:1難度:0.5
  • 2.下面是測量空氣中氧氣體積分?jǐn)?shù)的實驗。
    Ⅰ.實驗小組按A裝置進(jìn)行實驗。
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    (1)紅磷燃燒的實驗現(xiàn)象是
     
    。
    (2)實驗過程推測氣球變化情況為
     
    。
    (3)實驗結(jié)束后發(fā)現(xiàn)進(jìn)入集氣瓶中水的體積超過集氣瓶中原空氣總體積的
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    ,你認(rèn)為導(dǎo)致這一結(jié)果的原因可能是
     
    (填字母)。
    A.實驗前未將彈簧夾夾緊
    B.實驗前導(dǎo)管中未加滿水
    C.紅磷過量
    D.氧氣未消耗完
    E.點燃的紅磷伸入集氣瓶速度過慢,使空氣膨脹逸出
    Ⅱ.實驗A測得結(jié)果不準(zhǔn)確,實驗小組進(jìn)行反思,選定白磷。利明用如圖B所示裝置再次進(jìn)行測量。
    【查閱資料】①白磷燃燒的最低溫度為40℃。②白磷燃燒的產(chǎn)物和現(xiàn)象與紅磷完全相同。
    【實驗準(zhǔn)備】錐形瓶內(nèi)空氣體積為230mL,注射器中水的體積為50mL,該裝置氣密性良好。
    【實驗探究】裝入藥品,按圖B所示連接好儀器,夾緊彈簧夾,氣球初始狀態(tài)為癟的,內(nèi)無空氣。
    ①將錐形瓶底部放入
     
    (選填“熱”或“冷”)水中。
    ②燃燒結(jié)束,待錐形瓶冷卻至室溫,打開彈簧夾,此時注射器里的水
     
    ,導(dǎo)致這個現(xiàn)象發(fā)生的原因是
     
    。
    【現(xiàn)象分析】
    (4)寫出白磷在空氣中燃燒的文字表達(dá)式
     
    。
    (5)當(dāng)注射器中的水還剩約
     
    mL時停止下流。
    【得出結(jié)論】最終實驗小組準(zhǔn)確測量出空氣中氧氣體積含量。
    發(fā)布:2024/9/22 4:0:8組卷:4引用:1難度:0.5
  • 3.空氣是人類賴以生存的寶貴資源,空氣成分的發(fā)現(xiàn)其實經(jīng)歷了很長時間的研究,了解空氣相關(guān)知識后,我們要學(xué)會保護空氣,保衛(wèi)藍(lán)天。
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    (1)空氣中含量排前三位的氣體依次是
     
    (填名稱)。
    (2)空氣成分的測定:
    ①在二百多年前,拉瓦錫用汞(水銀)用定量的方法研究了空氣的成分(實驗裝置如圖)該實驗中選擇使用汞的優(yōu)點有
     

    A.實驗過程中沒有污染
    B.在汞槽中起到液封作用
    C.生成的化合物加熱分解又能得到汞和氧氣
    D.能將密閉裝置內(nèi)空氣中的氧氣幾乎耗盡
    ②現(xiàn)在我們可以利用圖甲裝置測定空氣中氧氣的含量并結(jié)合現(xiàn)代傳感器技術(shù),測得過程中容器內(nèi)氣體壓強、溫度、氧氣濃度的變化趨勢如圖乙所示。
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    Ⅰ.t2時打開止水夾,最終集氣瓶中水平面大約上升至刻度
     
    處。
    Ⅱ.結(jié)合曲線,解釋AB段氣體壓強變化的原因是
     
    。
    (3)空氣的保護:①圖丙是某地PM2.5來源分布圖。據(jù)此,下列措施對減少PM2.5效果最不明顯的是
     
    。
    A.減少汽車的數(shù)量
    B.用風(fēng)能與太陽能發(fā)電替代燃煤發(fā)電
    C.減少工業(yè)生產(chǎn)二氧化碳排放
    ②除了上述PM2.5外,下列也屬于空氣污染物的是
     

    A.臭氧
    B.一氧化碳
    C.二氧化硫
    D.PM10
    (4)實驗反思與再探究:
    【實驗探究1】利用紅磷測定空氣中氧氣含量時,使用氧氣濃度傳感器測得反應(yīng)后裝置內(nèi)氧氣濃度為8.85%,實驗誤差比較大,于是小明利用鐵絲生銹的實驗測定氧氣含量,通過7天測得的數(shù)據(jù)計算空氣中氧氣的含量為19.13%。
    【交流與討論】與用紅磷燃燒的方法相比,用鐵生銹測定的主要優(yōu)點:
     

    【實驗探究2】探究1實驗時間較長,為了加快反應(yīng)速率,小明通過查閱資料,利用鐵粉、炭粉、氯化鈉等物質(zhì)又進(jìn)行了實驗(裝置如如圖),8分鐘后測得的數(shù)據(jù)如表:
    實驗前的體積 實驗后的體積
    集氣瓶內(nèi)空氣 燒杯內(nèi)蒸餾水 燒杯內(nèi)剩余蒸餾水
    131mL 90.0mL 63.6mL
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    請計算出空氣中氧氣含量
     
    (計算結(jié)果保留一位小數(shù))
    發(fā)布:2024/9/22 1:0:8組卷:32引用:1難度:0.5
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