题目内容
9.根据初中化学知识,探究空气中氧气含量实验.小明根据所学内容,红磷、白磷、木炭、镁条都可以和氧气发生反应,但是哪种物质更适用于测定空气中氧气含量,小明进行如下探究.【探究问题】红磷、白磷、木炭、镁条几种物质,哪种更适用于测定空气中氧气含量?
【查阅资料】
①红磷、白磷对比情况如下:
| 红磷 | 白磷 | |
| 状态 | 暗红色固体,无毒 | 蜡状固体,有毒 |
| 燃烧温度 | 240℃ | 40℃ |
【探究过程】:如图所示,按照实验装置进行实验,探究用几种物质测定空气中O2含量的可行性.
(1)红磷、白磷探究实验.
小明认为选用红磷进行实验,其原因是白磷有毒,红磷无毒.
| 实验步骤 | 实验现象 | 结论和文字表达式 |
| 如图所示,将足量红磷放到燃烧匙中,点燃红磷,进行实验 | 产生黄色火焰,冒出大量白烟,瓶壁有热感;待红磷燃烧停止并冷却后,打开止水夹,进入集气瓶中水的体积约占1/5 | 空气中氧气约占$\frac{1}{5}$,文字表达式磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷 |
(3)若将实验药品改为镁条,反应结束后降至室温,观察到水倒吸入集气瓶大于$\frac{1}{5}$.根据资料信息,小明知道镁条可以与空气中的氮气、二氧化碳发生反应,进而影响反应结果.镁条与氮气反应可以生成氮化镁,请写出相应的文字表达式镁+氮气$\stackrel{点燃}{→}$氮化镁.
【探究结论】几种物质中红磷最适用于测定空气中氧气含量.
分析 (1)根据红磷和白磷的毒性选择药品;填写实验报告时根据红磷燃烧的现象和瓶内压强的改变分析,书写化学方程式要遵循质量守恒定律,注意反应条件;
(2)根据碳和氧气反应后生成物的状态和瓶内压强的改变分析;
(3)根据反应物和生成物,依据书写化学方程式的步骤完成.
解答 解:(1)选用红磷进行实验的原因是白磷有毒,红磷无毒;红磷燃烧产生黄色火焰,冒白烟,反应停止后冷却,打开止水夹,打开止水夹,进入集气瓶中水的体积约占 $\frac{1}{5}$,由此可得出空气中氧气约占 $\frac{1}{5}$的结论,反应的文字表达式为:磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷;
故答案为:红磷无毒,白磷有毒;
| 实验步骤 | 实验现象 | 结论和文字表达式 |
| 如图所示,将足量红磷放到燃烧匙中,点燃红磷,进行实验 | 产生黄色火焰,冒出大量白烟,瓶壁有热感;待红磷燃烧停止并冷却后,打开止水夹,进入集气瓶中水的体积约占1/5 | 空气中氧气约占$\frac{1}{5}$,文字表达式 磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷 |
(3)镁条与氮气反应可以生成氮化镁(Mg3N2),相应的文字表达式为:镁+氮气 $\stackrel{点燃}{→}$氮化镁.
答案:
(1)白磷有毒,红磷无毒;
| 实验步骤 | 实验现象 | 结论和文字表达式 |
| 如图所示,将足量红磷放到燃烧匙中,点燃红磷,进行实验 | 产生黄色火焰,冒出大量白烟,瓶壁有热感;待红磷燃烧停止并冷却后,打开止水夹,进入集气瓶中水的体积约占1/5 | 空气中氧气约占$\frac{1}{5}$,文字表达式 磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷 |
(3)镁+氮气 $\stackrel{点燃}{→}$氮化镁.
点评 解决探究性实验题要过“三关”,即:审题观,要做到看清题中所讲的化学过程、看清题设条件、看清要解决的问题;分析观,想化学过程所涉及的化学概念和所用的化学原理、想所给条件与所求问题的关系、想有无隐含条件及题目考查的内容;解答观,根据题意和条件,选择最佳的答题方法,实验验证所选取的试剂要易得,操作要简单,现象要明显,结论要可靠.
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