题目内容

下面几位同学是测量空气中氧气体积含量的四个实验,请你参与他们的实验探究:
[实验一]小强采用A图所示的装置进行实验:在由两个注射器组成的密闭系统中留有25mL空气,给装有细铜丝的玻璃管加热,同时缓慢推拉两个注射器活塞,至玻璃管内的铜丝在较长时间内无进一步变化时停止加热,待冷却至室温,将气体全部推至一个注射器内,观察密闭系统内空气体积变化.
(1)在实验加热过程中,交替缓慢推动两个注射器活塞的目的是______.
(2)该反应的化学反应表达式______,铜丝表面的变化是______.
(3)小强测得实验结果如下:
反应前注射器内气体总体积反应后注射器内气体总体积
25mL22mL
由此数据可以推算出他测定的空气中氧气的体积分数______2l%(填“>”、“=”、“<”).造成该实验出现误差的原因可能是______.(填序号,)
①没有交替缓缓推动两个注射器活塞;
②读数时没有冷却至室温;
③加入铜丝量太少;
[实验二]:小红采用B图所示的装置进行实验:实验过程如下:
第一步:将集气瓶容积划分为五等份,并做好标记.
第二步:用放大镜点燃燃烧匙内的红磷.
第三步:待红磷熄灭并冷却后,打开弹簧夹,发现水被吸入集气瓶中,进入集气瓶中水的体积约为集气瓶总容积的1/5.
请回答下列问题:
(1)集气瓶中剩余的气体主要是______,根据实验推断它的性质有______.
(2)实验完毕,若进入集气瓶中水的体积小于总容积的
1
5
,其原因可能是______,若进入集气瓶中水的体积大于总容积的
1
5
,其原因可能是______.
(3)红磷燃烧的现象是______,化学反应表达式为______.
[实验三]小华同学打算采用C图所示的装置进行实验:设计如下方案:选用实际容积为25mL的试管作为反应容器,将过量的白磷放入试管,用橡皮塞塞紧试管,通过导管与注射器(注射器的容积为40ml,且润滑性很好)相连,注射器的前沿停在20ml刻度处.(假设此实验能够按照小华的设想正常进行,白磷所占体积与导管内的气体体积忽略不计,且两个容器间的导管足够粗,保持空气正常流动.)请回答下列问题:
(1)实验前,打开弹簧夹,将注射器活塞前沿从20mL刻度处推至15mL刻度处,然后松开手,若活塞仍能返回至20mL刻度处,则说明______;
(2)若先夹紧弹簧夹,用酒精灯加热白磷,燃烧结束,试管冷却后,再松开弹簧夹.可观察到的现象为:______;
(3)若不使用弹簧夹,用酒精灯加热白磷,燃烧结束,试管冷却.在实验的过程中观察到的现象为______,______,______.
(4)若按小华的设想进行实验,实际可能遇到诸多问题而发生危险,造成实验失败.例如:______.
[实验四]小明用图D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%.

(1)如图A仪器的名称是______,
镁带燃烧的反应表达式为______、冷却后打开止水夹,水能进入集气瓶的原因是______.
(2)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有______.
实验一:交替缓慢推动两个注射器活塞的目的是:使空气中的氧气充分反应;铜和氧气在加热的条件下生成氧化铜;现象是红色变黑色;小强测得实验结果:25mL-22mL=3mL,由此数据可以推算出他测定的空气中氧气的体积分数小于21%;造成该实验出现误差的原因可能是:加入铜丝量太少.故答案为:(1)使空气中的氧气充分反应;(2)Cu+O2
加热
CuO;红色变黑色;(3)<;③;
实验二:本实验也体现了氮气难溶于水,既不能燃烧,也不能支持燃烧的性质;进入集气瓶中水的体积小于五分之一,有可能有以下几点:装置漏气、红磷的量不足、没有冷却就读数;如果进入集气瓶中水的体积大于五分之一,就说明操作太慢,致使装置内的部分空气逸散出来.磷和氧气在点燃的条件下生成五氧化二磷,燃烧的现象是:发出黄光,放出热量,冒出大量的白烟.故答案为:(1)氮气;难溶于水,既不能燃烧,也不能支持燃烧;(2)装置漏气、红磷的量不足;装置内的部分空气逸散出来,就会导致进入集气瓶中水体积大于五分之一;(3)发出黄光,放出热量,冒出大量的白烟;P+O2
点燃
P2O5
实验三:将注射器活塞前沿从20mL刻度处推至15mL刻度处,然后松开手,若活塞仍能返回至20mL刻度处,则说明装置严密;若先夹紧弹簧夹,用酒精灯加热白磷,燃烧结束,试管冷却后,再松开弹簧夹.可观察到的现象为:注射器活塞在11mL刻度处;若不使用弹簧夹,在实验的过程中观察到的现象为:有大量的白烟冒出;注射器活塞先向右移动;试管冷却后,注射器活塞最后向左移动.试管受热不均匀而炸裂等,会造成实验失败.故答案为:(1)气密性良好;(2)注射器活塞在11mL刻度处;(3)有大量的白烟冒出;注射器活塞先向右移动;试管冷却后,注射器活塞最后向左移动;(4)试管受热不均匀而炸裂等;
实验四:烧杯可以盛放较多量的液体药品:镁和氧气在点燃的条件下生成氧化镁;冷却后打开止水夹,水能进入集气瓶的原因是:镁与氧气反应,集气瓶内压强减少,内外产生压强差;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21%;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有氮气;故答案为:(1)烧杯;Mg+O2
点燃
MgO;镁与氧气反应,集气瓶内压强减少,内外产生压强差;(2)21;氮气;
练习册系列答案
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地球保证了人类生存的基本条件,也提供了人类文明发展所需要的物质基础;
(1)大气是大自然对人类的恩赐,①为测定空气里氧气的含量,甲乙两个同学用如图所示的装置分别进行了实验探究.
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B.禁止使用煤、石油、天然气等矿物燃料
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四硫化钠(Na2S4)固体可替代红磷测定空气中氧气的体积分数,反应原理为:2Na2S4+O2+2H2O═8S↓+4NaOH.

【实验资料】
①四硫化钠(Na2S4)的相对分子质量为______,其中硫元素的质量分数为______(结果精确到0.1%).
②四硫化钠受热时,会与空气中的水蒸气反应,生成少量有毒气体硫化氢.
③NaOH溶液呈碱性,可吸收硫化氢、二氧化碳、二氧化硫等酸性气体④硫代硫酸钠(Na2S2O3)可溶于水,常温下与NaOH溶液不反应.
【实验过程】
①取碳酸钠、硫粉混合后置于试管中,加热(如图1所示,夹持装置已略去),制得Na2S4,反应为4Na2CO3+12S+X
△
.
2Na2S4+2Na2S2O3+4CO2,X的化学式为______,蘸有浓NaOH溶液的棉花的作用是______.
②冷却后,取下棉花,放置一段时间,再向该试管中加入10ml水,迅速塞紧橡胶塞,充分振荡,测量液面至橡胶塞下沿的距离,记录数据h1(如图2所示)
③将该试管插入水中(如图3所求),取下橡胶塞,观察到______,塞紧橡胶塞.将试管取出,倒过来,测量液面至橡胶塞下沿的距离,记录数据h2,理论上h1:h2=______
④按照①~③再重复实验2次.3次实验数据如下表所示.
第1次第2次第3次
h1/cm11.211.411.6
h2/cm8.99.19.2
【解释与结论】根据第1次实验数据,计算空气中氧气的体积分数为______(结果精确到0.1%).
【反思与评价】(1)若实验过程②中,取下棉花后,未放置一段时间即进行后续操作,会影响测定结果,请说明有何影响,并阐述理由:______.
(2)若要保证实验的效果,至少需要生成四硫化钠(Na2S4)0.174g,则理论上实验时至少取碳酸钠粉末______克?写出计算过程.

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