题目内容
【题目】某化学兴趣小组对教材中“测定空气里氧气含量”的实验进行了大胆改进,分别设计了以下三种装置,均取得了良好的实验效果。请你对比分析下面的实验,回答下列有关问题:
(1)甲小组利用如图Ⅰ所示实验装置测定空气中氧气的含量。
①图Ⅰ中观察到的红磷燃烧的现象是__,该反应的化学方程式为__。
②下表是图I实验中记录的数据:
集气瓶的容积(mL) | 实验开始时量筒内水体积(mL) | 实验结束时量筒内水体积(mL) |
150 | 80 | 57.5 |
根据实验数据计算空气中氧气的体积分数为__。
③按图Ⅰ实验,实验前量筒内装水80mL(足量),你认为下列操作过程对实验结果的影响分析正确的是__(填序号)。
A弹簧夹没夹紧会导致实验结果偏小
B燃烧匙内盛放过量的红磷会导致实验结果偏大
C没等装置冷却就打开弹簧夹会导致实验结果偏小
D点燃红磷伸入瓶中时,没有立即塞紧瓶塞会导致实验结果偏大
E实验开始时,俯视量筒读数,实验后视线与凹液面最低处相平,会导致实验结果偏大
(2)乙小组利用如图Ⅱ所示实验装置测定空气中氧气的含量,试管内净容积为50mL,注射器活塞反应前停留在55mL刻度处,导管容积忽略不计(生石灰主要成分氧化钙CaO与水反应生成氢氧化钙,部分固定装置已略去)。
①烧杯中氧化钙与水反应的化学方程式为__,利用该反应引燃白磷,说明该反应__(填“吸热”或“放热”)。
②图Ⅱ实验过程中,注射器的活塞将__(填序号)移动。
A向右 B向左 C先向左再向右 D先向右再向左
若白磷的量充足,反应后冷却至室温,最终活塞会停留在__mL刻度处。
(3)对比图Ⅰ和图Ⅱ,下列分析正确的是__(填序号)。
A图Ⅰ和图Ⅱ都能粗略的测出空气中氧气的质量分数
B图Ⅱ实验中,没有白烟逸出,更环保
C图Ⅱ实验中装置始终密闭,避免红磷放入瓶中时空气逸出,实验结果更准确
D实验中红磷的用量越多,实验测量结果越准确
(4)丙小组利用如图III装置可测定空气中氧气含量 (两玻璃管内径相同),实验前K1、K2、K3均已关闭。
①实验前,关闭K1、K3,打开K2,向右管中加水,若__(填现象),则装置气密性良好。
②左管燃烧匙装有足量的白磷,右管盛水。I.光照引燃白磷;II.待白磷熄灭,__,打开K2,右管液面下降,原因是__,至液面不再下降,右管液面高度为h1。
③计算空气中氧气体积分数的表达式为__(用h0、h1表示)。
【答案】产生大量白烟,放出大量热 15% CD 放热 D 45mL BC 右管中水不下降 关闭K1、K3,冷却至室温 白磷燃烧消耗氧气,使左侧玻璃管内的压强减小
【解析】
红磷在氧气中点燃生成五氧化二磷,氧化钙与水反应生成氢氧化钙。
(1)①红磷在氧气中点燃生成五氧化二磷,图Ⅰ中观察到的红磷燃烧的现象是产生大量白烟,放出大量热,反应的化学方程式为。
②空气中氧气的体积分数为
③A、弹簧夹没夹紧,开始反应时放出热量,是瓶内的空气受热膨胀逸出,最终倒流的水会偏多,会导致实验结果偏大,故A不正确;
B、燃烧匙内盛放过量的红磷对实验结果无影响,故B不正确;
C、没等装置冷却就打开弹簧夹会导致实验结果偏小,故C正确;
D、点燃红磷伸入瓶中时,没有立即塞紧瓶塞会导致实验结果偏大,故D正确;
E、实验开始时,俯视量筒读数,读数偏大,实际比读数小,则实验后视线与凹液面最低处相平,会导致实验结果偏小,故E不正确。故选CD。
(2)①烧杯中氧化钙与水反应生成氢氧化钙,反应的化学方程式为,利用该反应引燃白磷,说明该反应放热。
②图Ⅱ实验过程中,红磷燃烧放出大量热,气体膨胀,注射器的活塞向右移动,试管内冷却,外界压强大于试管内压强,则注射器的活塞向左移动,故选D。
试管内净容积为50mL,氧气的体积约为, 注射器活塞反应前停留在55mL刻度处,若白磷的量充足,反应后冷却至室温,最终活塞会停留在
刻度处。
(3)A、图Ⅰ和图Ⅱ都能粗略的测出空气中氧气的体积分数,故A不正确;
B、图Ⅱ实验中,装置气密性好,没有白烟逸出,更环保,故B正确;
C、图Ⅱ实验中装置始终密闭,避免红磷放入瓶中时空气逸出,实验结果更准确,故C正确;
D、实验中红磷的用量足量,氧气消耗完,实验测量结果准确,故D不正确。故选BC。
(4)①实验前,关闭K1、K3,打开K2,向右管中加水,若右管中水不下降,则装置气密性良好。
②左管燃烧匙装有足量的白磷,右管盛水。I.光照引燃白磷;II.待白磷熄灭,关闭K1、K3,冷却至室温,打开K2,右管液面下降,原因是白磷燃烧消耗氧气,使左侧玻璃管内的压强减小,至液面不再下降,右管液面高度为h1。
③空气中氧气体积分数的表达式为