如图 1 、图 2 、图 3 所示的测定装置都可以用来测定空气成分,请回答问题:
( 1 )图 1 中发生反应的化学方程式为 ______ 。
( 2 )图 2 装置可用于测定空气中氧气的含量,步骤为: ① 打开 、 ,从导管 a 向瓶 A 中鼓入空气,待瓶中的液面低于燃烧匙底部时,关闭 、 。此时进入量筒 B 中水的体积为 200mL ,观察到瓶 A 中的白磷燃烧。 ② 待装置冷却一段时间后,打开 ,如果观察到 _____ ,说明空气中氧气的体积分数约占五分之一。
( 3 )如图 3 所示装置也能测定空气中氧气的含量,实验过程中反复推拉两端注射器的活塞,其目的是 ______ ,一段时间后,最终注射器内气体的体积约为 ______mL 。
( 4 )按图 4 所示装置,在集气瓶内壁用水均匀涂附铁粉除氧剂 其中辅助成分不干扰实验 ,利用铁锈蚀原理测定空气中氧气的体积分数 铁生锈消耗空气中的氧气和水蒸气 。
① 连接数字传感器,测得图 1 、图 4 中氧气的体积分数随时间变化的关系分别如图 5 、图 6 所示。依据图 5 、图 6 信息, ______ 选填 “ 图 1” 或 “ 图 4” 的测定方法更准确,猜想其原因是 ______ 。
② 与燃烧红磷法相比,用除氧剂测定空气中氧气含量有优点,也有缺点,缺点是 ______ 。
4P+5O 2 2P 2 O 5 量筒中剩余水的体积是 160mL 使装置中的氧气完全反应 24 图 4 铁生锈消耗氧气更彻底 反应时间较长
【详解】
( 1 )图 1 中的反应是红磷与氧气在点燃的条件下反应生成五氧化二磷,故反应的化学方程式写为: 4P+5O 2 2P 2 O 5 。
( 2 )关闭 、 时,进入量筒 B 中水的体积为 200mL ,即广口瓶中空气的体积为 200mL ,实验后如果观察到量筒中剩余水的体积是 160mL ,即从量筒进入广口瓶的水的体积为 40mL ,说明原 200mL 空气中含有 40mL 氧气,说明空气中氧气的体积分数约占五分之一,故填量筒中剩余水的体积是 160mL 。
( 3 )如图 3 所示装置也能测定空气中氧气的含量,实验过程中反复推拉两端注射器的活塞,装置中的气体不断流动,可以使装置中的氧气完全反应,故填使装置中的氧气完全反应;
氧气的体积分数约占五分之一,一段时间后,最终注射器内气体的体积约为 =30mL−30mL× =24mL ,故填 24 。
① 依据图 5 、图 6 信息,图 4 中剩余的氧气较少,测定方法更准确,故填图 4 ;
图 4 是利用铁生锈消耗氧气来测空气中氧气的含量,铁生锈消耗氧气更彻底,故填铁生锈消耗氧气更彻底。
② 与燃烧红磷法相比,用除氧剂测定空气中氧气含量的缺点是反应时间较长,故填反应时间较长。
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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