【题目】二百多年前,法国化学家拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分。仿照这个历史上著名实验的原理,我们可以用图1所示装置来测定空气中氧气的含量。
【提出问题】用红磷燃烧的方法为什么测出的氧气含量远低于21%?
【分析讨论】(1)实验装置漏气;(2)________________,导致装置内氧气有剩余;(3)……
【实验与交流】在老师的指导下,同学们查阅了白磷、红磷等物质燃烧需要的最低含氧量如下:
资料1:
可燃物名称 | 红磷 | 白磷 | 蜡烛 |
最低含氧量/% | 8.0 | 4.0 | 16.0 |
甲、乙、丙三个小组分别用上述过量红磷、白磷、蜡烛三种物质进行该实验,用测氧气浓度的传感器测得反应后的氧气浓度分别为8.85%、3.21%、16.7%,数据与表中的理论值基本一致。其中蜡烛燃烧后用测一氧化碳浓度传感器测算一氧化碳浓度约为2%。
资料2:蜡烛或者木炭在密闭的集气瓶中燃烧,氧气浓度会不断变小,会有一氧化碳气体生成。常温下一氧化碳难溶于水,且不与澄清石灰水反应。根据以上信息回答下列问题:
(1)白磷和红磷相比,使用白磷能使结果更准确,其原因是_______________________。
(2)请写出红磷燃烧的化学方程式______________,该反应属于___________反应(填一种基本反应类型);有同学提议选用木炭替代红磷做实验,在集气瓶底部预先放少量澄清石灰水吸收生成的二氧化碳气体,小华觉得不可行,其主要原因是________________。
(3)兴趣小组用白磷代替红磷进行实验,已知化学反应前后元素种类和质量都不发生改变,若该实验中消耗的氧气质量为0.8克,则理论上生成的五氧化二磷的质量为______。
【实验拓展】某校研究性学习小组用下图装置进行镁条在空气中燃烧的实验。燃烧、冷却后打开止水夹,进入集气瓶中水的体积约占集气瓶体积的70%。
(4)实验过程中,若弹簧夹未夹紧,则进入集气瓶中的水会_______(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
(5)如果镁条只和空气中的氧气反应,则进入集气瓶中水的体积最多不超过其容积的_______,现进入集气瓶中水的体积约为其容积的 70%,根据空气的组成可推出减少的气体中还一定有氮气,其理由是______________________。
【提出问题】氮气是怎样减少的呢?
【作出假设】氮气是与镁条反应而减少的。
【查阅资料】
①镁条在空气中燃烧时,不仅与空气中的氧气反应生成氧化镁,还能与氮气反应生成氮化镁(氮化镁中氮元素的化合价为-3价),请写出镁条与氮气反应的化学方程式__________;
②镁条除了能与氮气反应,还可以在二氧化碳气体中燃烧生成碳和氧化镁,请你写出该反应的化学方程式___________
【验证实验】用坩埚钳夹持镁条,点燃后迅速伸入盛有氮气的集气瓶中,镁条燃烧,发出暗红色火焰,生成淡黄色粉末,并放出大量的热。
【得出结论】镁条能在氮气中燃烧生成固体氮化镁。
【实验反思】通过以上实验探究,我们可以知道用于测定空气中氧气含量所选用的药品,应符合的条件是____________________。
【题目】根据如图回答问题:
(1)写出图中标号仪器名称:①______________ 。
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气应选用的装置组合为________(填字母,从装置A--E中选择),还缺少一种实验用品__________,其作用为__________________________。写出高锰酸钾制氧气的化学方程式_______________________________。
(3)某兴趣小组在实验室用B装置来制取氧气,发生反应的化学方程式为____________,反应后要回收二氧化锰固体,应对反应后的混合物进行的实验操作是________、洗净、干燥。
(4)用F装置做硫在氧气中的燃烧实验,燃烧结束后取出燃烧匙,立即用玻璃片盖住瓶口并振荡,若将集气瓶倒转,发现玻璃片被“吸住”而不掉下来(如图甲),则F装置中NaOH溶液的作用是________________________________。为了完成上述实验,用l0mL量筒量取6mL的NaOH溶液,读数时量筒内液体的凹液面最低处应与乙图中_______处(填“a”或“b”)刻度线保持水平。
(5)我们知道氧气能使带火星的木条复燃,那么使带火星的木条复燃是否一定需要纯氧呢?为了弄清这个问题,某化学探究小组进行了如下探究:
Ⅰ.取5个大小相同的集气瓶,分别编号1、2、3、4、5,并分别使瓶内留有占集气瓶10%、20%、30%、40%、50%的水(余下的为空气),用玻璃片盖住,并倒扣于装有水的水槽中。
Ⅱ.分别用排水法向上述5个瓶中通入氧气,小心把5个瓶内的水排完用玻璃片盖住瓶口,取出正立放好。
Ⅲ.分别将带火星的木条伸入5个瓶中,现象如下:
编号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
现象 | 微亮 | 亮 | 很亮 | 复燃 | 复燃 |
根据实验回答下列问题:
①从观察到的现象可知,使带火星的木条复燃所需氧气的最小体积介于______ 号瓶和______号瓶之间。
②用排水法收集氧气后,4号瓶中氧气的体积分数约为________。