题目内容
【题目】某校化学兴趣小组就空气中氧气的含量进行实验探究:
(选择药品)
(1)同学们想采用燃烧的方法除去氧气,选择的药品应满足:既要能消耗氧气,又不会与空气中的其他成分反应,同时还要满足_____。
(2)经讨论后同学们选择了红磷做为可燃物。红磷发生燃烧反应的文字或符号表达式_____。
(3)同学们还一致认为不能用铁丝代替红磷,原因是_____。
(进行实验)
同学们进行了如图1所示的实验。以下是同学们在实验过程中的一些做法,正确的是_____(填字母);
A 实验前一定要检查装置的气密性
B 点燃红磷前,弹簧夹要夹紧橡胶导管
C 点燃红磷后立即伸入瓶中并把塞子塞紧
D 待红磷燃烧的火焰熄灭后立刻打开弹簧夹
(现象与结论)
若所有操作均正确打开弹簧夹后,同学们观察到的现象是_____;由此他们得出的关于空气中氧气含量的结论是_____。
(改进实验)
同学们又设计了图2方案:选用实际容积为20mL的试管作反应容器,将过量的红磷放入试管中,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2的实验装置。假设此实验能按照同学们的设想正常进行,且红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)若先夹紧弹簧夹,再用酒精灯加热红磷,待燃烧结束,并等到试管冷却后再松开弹簧夹。可观察到注射器的活塞前沿停在约_____(填数字)mL刻度处。
(2)与图1的实验装置相比较,图2装置的一个优点是_____。
【答案】不生成气体 铁丝在空气中无法燃烧 ABC 水进入集气瓶约占瓶内气体体积的五分之一 氧气约占空气体积的五分之一 4 使实验结果更准确
【解析】
[选择药品]
(1)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,不能生成气体;
(2)红磷燃烧生成五氧化二磷,反应文字表达式为:红磷+氧气五氧化二磷,符号表达式为:;
(3)铁丝在空气中不能燃烧,所以不能用铁丝代替红磷测定空气中氧气的含量;
[进行实验]
A 实验前一定要检查装置的气密性,装置漏气时,氧气耗尽,空气及时补充,达不到实验的目的,故正确;
B 点燃红磷前,弹簧夹要夹紧橡胶导管,正确;
C 点燃红磷后立即伸入瓶中并把塞子塞紧,若缓慢伸入,会使集气瓶中的气体受热排出一部分,会导致实验结果偏大,故正确;
D火焰熄灭后不能立即打开弹簧夹,因为此时剩余的气体在受热状态下,处于膨胀状态,占据了部分水的体积,故错误;
故选:ABC。
[现象与结论]
若所有操作均正确打开弹簧夹后,同学们观察到的现象是水进入集气瓶约占瓶内气体体积的五分之一,由此他们得出的关于空气中氧气含量的结论是:氧气约占空气体积的五分之一。
[改进实验]
(1)若先夹紧弹簧夹,再用酒精灯加热红磷,待燃烧结束,并等到试管冷却后再松开弹簧夹,只是消耗了20mL空气中的氧气,由于氧气约占空气体积的五分之一,计算出被消耗氧气的体积为4mL,故可观察到注射器的活塞前沿停在约4mL刻度处;
(2)图2的设计操作与图1比较,气密性更好,使实验结果更准确,它可以防止磷燃烧产生的白烟散逸到空气中,再就是装置的刻度更清楚,读数更容易。