题目内容

13.某同学用如图装置进行空气中氧气含量的测定,请帮他解决以下问题:
(1)你认为红磷的量要过量,其目的是充分消耗氧气
(2)电热棒烧至红热即可看见红磷燃烧,其现象是产生大量白烟,放出热量;
(3)红磷燃烧一段时间后,自动熄灭了,你认为原因是集气瓶内的氧气已消耗完或含量较少,不能支持红磷燃烧;
(4)冷却后,松开止水夹,可观察到烧杯中水进入到集气瓶中,最终会停留在刻度1(填“1”、“2”、“3”或“4”)上;
(5)实验后发现气体减少的体积小于$\frac{1}{5}$,请你帮助这位同学找出两种可能造成这样结果的原因:①装置漏气;②没有冷却至室温就打开止水夹.

分析 (1)根据根据实验目的分析红磷的作用;
(2)根据燃烧的现象以及反应原理来分析;
(3)根据氧气的助燃性来考虑;
(4)根据反应结束后,内外产生压强差分析;
(5)如果操作不当,会影响实验结果,甚至会导致实验失败;

解答 解:(1)该实验是为了没定空气中氧气的体积分数,所以需将集气瓶内的氧气充分消耗掉,所以红磷要过量;故填:过量;充分消耗氧气;
(2)红磷燃烧的现象:产生大量白烟,放出热量;
(3)由于氧气具有助燃性,所以集气瓶里的氧气消耗完了,或氧气的含量少了,都能使红磷熄灭,故答案为:集气瓶内的氧气已消耗完或含量较少,不能支持红磷燃烧;
(4)磷燃烧消耗氧气,生成的是五氧化二磷固体,使瓶内压强减小,在外界大气压的作用下水沿着导管被压入集气瓶内,而氧气占空气体积的五分之一,所以水进入集气瓶容积的五分之一,烧杯中水进入到集气瓶中,最终会停留在刻度1上;
(5)所测得氧气的体积分数小于$\frac{1}{5}$,可能的原因有:装置漏气,红磷不足,没有冷却至室温就打开止水夹,这些都能够导致进入集气瓶中的水不到集气瓶容积的五分之一.
答案:
(1)过量;充分消耗氧气;
(2)产生大量白烟,放出热量;
(3)集气瓶内的氧气已消耗完或含量较少,不能支持红磷燃烧;
(4)1;
(5)装置漏气,没有冷却至室温就打开止水夹.

点评 本题主要全面地考查了测定空气中氧气体积分数的实验,只有全面地实验的原理、步骤、注意的事项等才能完成有关的问题,难度不大.

练习册系列答案
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18.空气、水、金属等是重要的资源.
(1)工业上常把煤块粉碎后使其充分燃烧,其原理是增大燃料与空气的接触面.家中堆放杂物的纸箱着火时,可用水浇灭,其原理是水可以吸收可燃物燃烧释放出的大量热,使可燃物的温度降到其着火点以下.
(2)铜制品在空气中会发生锈蚀[铜锈的主要成分是Cu2(OH)2CO3].
①根据铜锈的主要成分中含有氢元素,可以判断出铜生锈需要空气中的H2O;根据铜锈的主要成分中含有碳元素,可以判断出铜生锈需要空气中的CO2.
②某化学兴趣小组欲通过实验探究“铜生锈是否需要空气中的氧气?”如图所示实验中(试管内的“”均为铜片),只需完成实验B和D即可达到探究目的(填字母).

(3)铝是世界上年产量第二的金属.
①用坩埚钳夹住一小块铝箔,在酒精灯上加热至熔化,轻轻晃动,观察到熔化的铝被一层膜兜着并不滴落,产生该现象的原因是表面氧化铝的熔点高于铝的熔点.
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A.m1>m2           B.m1<m2         C.m1=m2        D.无法比较.
3.某研究性学习小组为了研究牙膏中的主要成分,他们选了一种牙膏(一种牙膏只有一种摩擦剂),并查阅资料得出它们的功能,如下所示.
摩擦剂主要成分                 功   能
氢氧化铝、碳酸钙或二氧化硅占牙膏成分的50%左右.用于增强牙膏的摩擦作用和去污效果,能有效去除牙齿表面上的污渍、牙斑、食物残渣等
(1)他们为了探究牙膏的酸碱性,他们设计的方案为可取少量牙膏滴加紫色的石蕊试液,若观察到石蕊试液变红色,则显酸性,若观察到石蕊试液变蓝色则显碱性.
(2)为了探究牙膏中摩擦剂成分.他们进行以下探究:
【提出假设】猜想1:摩擦剂是二氧化硅
猜想2:摩擦剂是碳酸钙
猜想3:摩擦剂是氢氧化铝
【设计方案】同学们针对三种猜想,将牙膏浊液过滤,向滤渣中加入过量的稀盐酸
请帮助填写与实验结论相对应的预期出现的现象:
实验中预期出现的现象实验结论
①滤渣不消失猜想1成立
②滤渣消失,并有气泡产生猜想2成立
③滤渣消失猜想3成立
【实验结论】经过实验探究后得出该牙膏中的摩擦剂主要成分是碳酸钙.
【拓展延伸】该小组同学进一步探究该摩擦剂中碳酸钙的质量分数,设计了如图所示装置来完成实验:

(1)C装置应当选择Ⅰ、Ⅱ中的Ⅰ( 填Ⅰ或Ⅱ),你选择的理由是保证生成的二氧化碳被完全吸收.
(2)兴趣小组同学在老师的提示下,要使结果更准确,把A装置进行改装如图2,并在反应前后通入空气,请说出改装后的优点使反应产生的二氧化碳全部被氢氧化钠溶液吸收.
(3)要想得到碳酸钙的质量分数,除了称量反应前所取牙膏的质量外,还必须称量C处装置Ⅰ增重的质量.

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