空氣中的氧氣含量測定再認識。
實驗過程如下:
A.在實際容積為230mL的集氣瓶里,先裝進30mL的水,用止水夾夾緊橡皮管;
B.點燃燃燒匙內(nèi)的紅磷,觀察到紅磷燃燒,立即伸入瓶中并塞緊瓶塞;
C.等裝置冷卻至室溫后,打開止水夾。
(1)實驗原理:由于紅磷燃燒消耗空氣中的氧氣,使瓶內(nèi) 氣壓氣壓減小,燒杯中水倒吸到集氣瓶,進入水的體積即為氧氣的體積。紅磷燃燒的文字表達式為 紅磷+氧氣點燃五氧化二磷紅磷+氧氣點燃五氧化二磷。
(2)紅磷燃燒的主要現(xiàn)象是 劇烈燃燒,產(chǎn)生白煙,放熱劇烈燃燒,產(chǎn)生白煙,放熱。若實驗非常成功,紅磷熄滅后,待裝置冷卻至室溫,打開止水夾,觀察到燒杯中的水倒吸入集氣瓶,最終集氣瓶中水的總體積約為 7070mL。實際觀察水面的變化情況發(fā)現(xiàn),集氣瓶內(nèi)上升的水面小于瓶內(nèi)原有氣體體積的五分之一,可能的原因是:紅磷不足或裝置漏氣等紅磷不足或裝置漏氣等(寫一種即可)。
(3)上面的實驗同時證明了氮氣 難難(填“易”或“難”)溶于水和化學(xué)性質(zhì) 不活潑不活潑(填“活潑”或“不活潑”)的結(jié)論。
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【查閱資料】
燃燒過程中,當氧氣體積分數(shù)低于8.8%時,紅磷就無法繼續(xù)燃燒,因此通過上述實驗測定空氣中氧氣的含量,測定結(jié)果與理論值誤差較大。
【實驗改進】
(一)根據(jù)鐵在空氣中生銹的原理設(shè)計如圖2實驗裝置,再次測定空氣中氧氣含量。鐵生銹是緩慢氧化,對氧氣濃度要求小。(提示:鐵生銹會消耗空氣中的氧氣和水蒸氣,裝置中飽和食鹽水、活性炭會加速鐵生銹。)
(二)測得實驗數(shù)據(jù)如下:
點燃
點燃
實驗前 | 實驗后 |
燒杯中的水的體積 | 燒杯中剩余水的體積 |
80.0mL | 54.5mL |
(4)根據(jù)測得實驗數(shù)據(jù)計算:進入集氣瓶中水的體積是
25.5
25.5
mL,改進實驗后測得的空氣中氧氣的體積分數(shù)是 20.2%
20.2%
(計算結(jié)果精確到0.1%)。(5)對比兩個實驗,你覺得改進后實驗的優(yōu)點有
能將集氣瓶中的氧氣消耗更徹底,使實驗結(jié)果更準確或測量時考慮到導(dǎo)管容積和扣除內(nèi)容物后的集氣瓶容積,使實驗結(jié)果更準確
能將集氣瓶中的氧氣消耗更徹底,使實驗結(jié)果更準確或測量時考慮到導(dǎo)管容積和扣除內(nèi)容物后的集氣瓶容積,使實驗結(jié)果更準確
(寫一點)。(6)丁同學(xué)設(shè)想用圖1裝置,換用鐵粉和活性炭(主要成分碳)代替紅磷將其燃燒,進行氧氣含量的測定,你認為是否可行
不行
不行
(填“可行”或“不行”)。理由:鐵在空氣中不能燃燒,且碳燃燒生成二氧化碳,二氧化碳是氣體,化學(xué)反應(yīng)前后,壓強變化不大,冷卻后,燒杯中的水不能進入集氣瓶,無法測定空氣中氧氣含量
鐵在空氣中不能燃燒,且碳燃燒生成二氧化碳,二氧化碳是氣體,化學(xué)反應(yīng)前后,壓強變化不大,冷卻后,燒杯中的水不能進入集氣瓶,無法測定空氣中氧氣含量
。【考點】測定空氣里氧氣含量的探究.
【答案】氣壓;紅磷+氧氣五氧化二磷;劇烈燃燒,產(chǎn)生白煙,放熱;70;紅磷不足或裝置漏氣等;難;不活潑;25.5;20.2%;能將集氣瓶中的氧氣消耗更徹底,使實驗結(jié)果更準確或測量時考慮到導(dǎo)管容積和扣除內(nèi)容物后的集氣瓶容積,使實驗結(jié)果更準確;不行;鐵在空氣中不能燃燒,且碳燃燒生成二氧化碳,二氧化碳是氣體,化學(xué)反應(yīng)前后,壓強變化不大,冷卻后,燒杯中的水不能進入集氣瓶,無法測定空氣中氧氣含量
點燃
【解答】
【點評】
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(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)
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