某化学兴趣小组的同学对 “ 测定空气中氧气的体积分数 ” 实验 ( 如下图所示 ) 学习后,思考能否用其它可燃物代替红磷进行实验。请你参与探究:
(提出问题)能用哪些可燃物代替红磷?
(查阅资料)二氧化碳可以被氢氧化钠溶液完全吸收;镁在空气中燃烧可以与氧气反应生成氧化镁固体,与氮气反应生成氮化镁固体。
(猜想与假设)
甲同学:可以用铁丝代替
乙同学:可以用木炭代替
丙同学:可以用镁条代替
(探究与反思)
( 1 )丁同学根据自己所学化学知识,直接否定了甲同学的想法,请你说出他的理由: ________________ 。
( 2 )乙同学利用木炭代替红磷做了这一实验,但实验测得氧气的体积分数值远小于实际值,若他实验操作都没有问题,请你帮他分析原因: _____________ ;知道原因以后,乙查阅了上述资料,在不改变可燃物木炭的情况下对实验进行了调整,准确测出了氧气含量,他的操作是 ________ 。
( 3 )丙同学用镁条作可燃物测定空气中氧气含量。结果测出的氧气含量 _____21% (填 “ 大于 ” 或 “ 等于 ” 或 “ 小于 ” )。
( 4 )老师提出白磷( P )与红磷的化学性质类似,可以用白磷代替红磷测定空气中氧气含量,并用上图所示装置完成实验 :
① 实验过程中,左侧玻璃管内液面如何变化 __________ 。
② 与课本上的实验装置相比较,该装置的优点是 ______ (填字母序号)。
A 该装置在密闭的环境中进行实验,可以减小误差;
B 所用的试剂量少,节约药品;
C 在密闭容器中不污染空气,比较环保。
( 5 )写出白磷在空气中燃烧符号的表达式: ___________ 。
( 6 )通过上述探究,空气中氧气含量测定实验中可燃物的选择要满足: _________ 。
铁丝不能在空气中燃烧 木炭燃烧生成二氧化碳气体,装置内的压强几乎不变 把水换成氢氧化钠溶液 大于 液面先下降后上升 AC P +O 2 P 2 O 5 在空气中能燃烧,燃烧只能消耗氧气,不能产生气体 (生成固体)
【分析】
( 1 )根据铁丝在空气中不能燃烧来分析;
( 2 )根据木炭燃烧的产物以及二氧化碳的性质来分析;
( 3 )根据空气的组成以及反应的原理来分析;
( 4 )根据白磷燃烧放热,氧气被消耗来分析;根据装置的特点来进行分析。
【详解】
( 1 )铁丝不能在空气中燃烧,所以甲同学的想法是错误的;故填:铁丝不能在空气中燃烧;
( 2 )木炭燃烧生成了二氧化碳气体,装置内的压强几乎不变,所以用木炭测定空气中氧气的含量时结果偏小;由于二氧化碳能与氢氧化钠溶液反应,所以可将装置内的水更换为氢氧化钠溶液;故填:木炭燃烧要生成二氧化碳,装置内的压强几乎不变;将水换成氢氧化钠溶液。
( 3 )氧气占空气总体积的 21% ,但镁与氮气在点燃的条件下反应生成氮化镁,所以测出的氧气含量大于 21% ;故填:大于;
① 白磷燃烧产生大量白烟,发光,并放出大量热,气体受热膨胀,左侧玻璃管内液面先下降;反应完全后,由于氧气被消耗,管内压强减少,冷却到室温后,左侧玻璃管内液面又上升;故填:液面先下降后上升;
②A .图 2 装置中利用了粗铜丝的导热性,使白磷燃烧,该装置在密闭的环境中进行实验,可以减小误差,故选项 A 正确;
B .该实验中白磷要足量,与节约药品无关,故选项 B 不正确;
C .在密闭容器中进行,避免生成的五氧化二磷逸散到空气中污染大气,比较环保,故选项 C 正确。
故选 AC ;
( 5 )白磷在空气中燃烧生成五氧化二磷,反应的符号表达式: P+O 2 P 2 O 5 ;故填: P+O 2 P 2 O 5 ;
( 6 )通过上述探究,空气中氧气含量测定实验中可燃物的选择要满足:在空气中能燃烧,燃烧只能消耗氧气,不能产生气体 (生成固体);故填:在空气中能燃烧,燃烧只能消耗氧气,不能产生气体 (生成固体)。
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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