题目内容
【题目】为测定空气中氧气的含量,小华和小强同学分别设计如下方案:
小华:采用图1装置进行实验.(燃烧匙中药品为红磷)
小强:(如图2)选用实际容积为40 mL的试管作反应容器,将过量的白磷放入试管,用橡皮塞塞紧试管口,通过导管与润滑性很好的针筒注射器组成如图的实验装置。假设此实验能按照小强的设想正常进行,且白磷所占体积与导管内的气体体积忽略不计
请回答下列问题:(1)红磷在集气瓶中燃烧的文字表达式为 。
(2)待燃烧停止,白烟消失并冷却后,打开止水夹,观察到进入集气瓶中水的体积不到总容积的1/5,你认为其原因可能是 、 。(写2点)
(3)如将燃烧匙中红磷换成炭粉,实验能否成功? 。
(4)用小强设计完成实验时:实验前,打开弹簧夹,将注射器的活塞前沿从20 mL刻度处推至15mL刻度处,然后松手,若活塞仍能返回至20mL刻度处,则说明____________________。若先夹紧弹簧夹,用酒精灯加热白磷,燃烧结束,等到试管冷却后再松开弹簧夹。可观察到的现象为________________;若不夹紧弹簧夹,用酒精灯加热白磷,燃烧结束,等到试管冷却后再松开弹簧夹。可观察到的现象为________________
【答案】(1)红磷+氧气五氧化二磷(2)红磷的量不足;装置漏气。(3)不成功,因为炭粉燃烧消耗氧气,但生成气体,压强几乎不变。(4)装置气密性良好;活塞向左移动至12ml处停止;活塞向左移动至8ml处停止。
【解析】
试题分析:红磷在集气瓶中燃烧的文字表达式为红磷+氧气五氧化二磷;待燃烧停止,白烟消失并冷却后,打开止水夹,观察到进入集气瓶中水的体积不到总容积的1/5,你认为其原因可能是红磷的量不足;装置漏气等;不能将红磷换成木炭,因为木炭会产生新的气体,影响实验的数值;将注射器的活塞前沿从20 mL刻度处推至15mL刻度处,然后松手,若活塞仍能返回至20mL刻度处,则说明装置气密性良好;用酒精灯加热白磷,燃烧结束,等到试管冷却后再松开弹簧夹。可观察到的现象为活塞向左移动至12ml处停止;因为氧气约占空气体积的五分之一;若先夹紧弹簧夹,用酒精灯加热白磷,这只是消耗了40mL的试管中空气中的氧气,然后根据氧气约占空气总体积的五分之一 计算出被消耗氧气的体积为8mL,进而推测出注射器活塞向左移动8mL停在12ml处;若先不夹紧弹簧夹,用酒精灯加热白磷,消耗了40mL的试管中空气和20ml针管中的氧气,然后根据氧气约占空气总体积的五分之一 计算出被消耗氧气的体积为12mL,进而推测出注射器活塞向左移动8mL;
【题目】(11分)空气中氧气的体积含量测定。
【交流讨论】
(1)同学们讨论后认为,选择的药品既要能消耗氧气,又不会跟空气中的其它成分反应,而且生成物为固体。他们应该选择(填编号) (选填①蜡烛 ②红磷 ③硫粉) 为了充分消耗容器中的氧气,药品的用量应保证 。
(2)小组同学共同设计了如图的两套装置, 你认为合理的是(填编号) 。为了确保实验的成功,在装药品之前应该 。
【分组实验】 在讨论的基础上,他们分组进行了实验。
【数据分析】 实验结束后,整理数据如下:(注:集气瓶容积为100mL)
组 别 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
进入集气瓶中水的体积(mL) | 20 | 21 | 19 | 20 | 22 | 18 |
(3)通过对实验结果的交流,大多数同学都验证出氧气约占空气体积的 。通过实验还可以推断集气瓶中剩余气体的性质是 、 。(写两点)
【实验拓展】
(4)某兴趣小组的同学选用 了 40mL的试管作反应容器(如图)和量程体积足够大且润滑效果很好的针筒注射器,将足量的白磷(其化学性质与红磷相似,40℃时就可以燃烧)放入试管后,用橡皮塞塞紧试管,并夹紧弹簧夹。用酒精灯加热白磷,燃烧结束后,等到试管冷却后松开弹簧夹,观察现象。
①正式开始实验前,该兴趣小组同学打开弹簧夹,将注射器活塞从20ml刻度处推至15ml处,然后松开活塞,观察到活塞返回至20ml刻度处。该操作的主要目的是实验前要检查______________________。
②实验中,在松开弹簧夹前,大试管中可以观察到白磷燃烧时的现象为_________________。
③实验后,可以观察到针筒活塞会从原来的20mL刻度处慢慢向左移到约_________处。
A.4mL刻度 B.8mL刻度 C. 12mL刻度 D. 16mL刻度
④下列实验操作,对实验结果几乎没有影响的是_________________
A.装置有点漏气 B.白磷的量不足 C.用干燥的红磷代替白磷做实验