某化学兴趣活动小组为测定空气中氧气的含量,进行如下探究实验:
(1) 如 图所示,在一个具有刻度和可以滑动的活塞的玻璃容器中放入一粒白磷 ( 白磷燃烧所需的最低温度为 40℃) ,将玻璃容器固定好,放在盛有 85℃ 热水的烧杯上。请回答下列问题:
① 实验中可以看到玻璃容器内白磷燃烧时的现象是 ________________ ,该反应的化学表达式是 __________________ 。实验结束后,恢复至常温,活塞应停在刻度 _________ 处,出现该现象的原因是白磷燃烧消耗了空气中的 ______________ ,从而使玻璃容器内的气体体积 _____________( 填 “ 增大 ” 、 “ 减小 ” 或 “ 不变 ”) 。
② 玻璃容器内余下的气体主要用途是 _________________________ 。 ( 写一条即可 )
③ 此反应中白磷要过量,目的是 _____________________________________ 。
(2) 小军根据燃烧红磷测定空气中氧气含量的实验原理,认为可用木炭代替红磷测定空气中氧气的含量,并按图装置进行实验。他依据的实验原理可能是 ________________________ 。
① 小军检查装置气密性后,将盛有足量红热木炭的燃烧匙迅速伸入集气瓶中,并把塞子塞紧,待红热的木炭熄灭并冷却至室温后,打开弹簧夹,并未发现倒吸现象。经过认真分析,小军发现实验失败的原因是 ( 答一条 )________________________ 。
② 小军反思上述实验的探究过程后认为:用燃烧法测定空气中氧气含量的实验时,在药品的选择或生成物的要求上应考虑的是 ( 答一条 )________________________ 。
产生大量白烟
4 氧气 减小 作保护气 除尽氧气 木炭燃烧消耗氧气 木炭燃烧虽消耗了氧气,但产生了新的气体,致使集气瓶内气体压强没在明显变化。 药品要能在空气中燃烧,燃烧时只消耗氧气,生成物最好不是气体,如果生成物是气体,则应用其它物质将其完全吸收 ……( 合理均可 )
【详解】
( 1 ) ① 实验中可以看到玻璃容器内白磷燃烧时的现象是:白磷燃烧,产生大量白烟;
白磷燃烧生成五氧化二磷,该反应的化学表达式为 ;
白磷燃烧,消耗氧气,氧气约占空气体积的 1/5 ,故实验结束后,恢复至常温,活塞应停在刻度 4 处;
出现该现象的原因是白磷燃烧消耗了空气中的氧气;从而使玻璃容器内的气体体积减小;
② 空气中的主要成分是氮气和氧气,氧气被消耗,玻璃容器内余下的气体是氮气,氮气化学性质稳定,可作保护气;
③ 此反应中白磷要过量,目的是:将装置内氧气耗尽;
( 2 )小军根据燃烧红磷测定空气中氧气含量的实验原理,认为可用木炭代替红磷测定空气中氧气的含量,并按图装置进行实验。他依据的实验原理可能是木炭燃烧消耗氧气;
① 实验失败的原因可能是木炭燃烧虽消耗了氧气,但产生了新的气体,致使集气瓶内气体压强没在明显变化;
② 由以上分析可知,用燃烧法测定空气中氧气含量的实验时,在药品的选择或生成物的要求上应考虑的是药品要能在空气中燃烧,燃烧时只消耗氧气,生成物最好不是气体,如果生成物是气体,则应用其它物质将其完全吸收。
用排水法收集气体 | 在两个集气瓶中装满水,用玻璃片盖住瓶口,倒放入水中。将塑料管小心插入集气瓶内,吹气 | 集气瓶中的水逐渐排出,收集满呼出的气体 | 呼出的气体几乎没有溶于水 |
在水中收集满气体后,用玻璃片盖住瓶口,从水中取出正放于桌面上 | 气体无色 | 无色的气体,密度比空气的大 | |
探究呼出气体的性质 | 向一个盛空气的集气瓶和一个盛呼出气体的集气瓶中,各滴入几滴澄清的石灰水,振荡 | 盛空气的集气瓶内澄清石灰水没有变浑浊;盛呼出气体的集气瓶内澄清的石灰水变浑浊 | 呼出的气体中二氧化碳的含量>空气中二氧化碳的含量 |
将燃着的木条分别插入另一个盛有呼出气体的集气瓶中和盛有空气的集气瓶中 | 盛有空气的集气瓶中的木条继续燃烧,无明显变化;盛呼出气体的集气瓶中燃着的木条逐渐熄灭 | 呼出的气体中氧气的含量<空气中氧气的含量 | |
取一块干燥的玻璃片,对着呼气,并与放在空气中的另一块玻璃片进行比较 | 对着呼气的玻璃片上有一层水雾;放在空气中的玻璃片无明显变化 | 呼出的气体中水蒸气的含量>空气中水蒸气的含量 |
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