题目内容

13.根据课本上用红磷测定空气中氧气含量的实验,回答下列问题:
(1)红磷需稍过量,原因是尽可能把氧气反应掉,红磷 在空气中燃烧的文字表达式是磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷;
能否用木炭代替红磷不能(选填“能”或“不能”)做此实验.
(2)如果实验结果偏小,请你写出1个可能原因:红磷过少或装置漏气或没有等装置冷却到室温就读数等.
(3)该实验还能得到氮气的一条物理性质是:氮气难溶于水.
(4)如图是“空气中氧气含量测定”实验的改进装置.主要操作是:在实际容积为120mL的集气瓶里,先装进20mL的水,再按图连好仪器,按下热的玻璃棒,白磷立即被点燃.
①白磷从燃烧到熄灭冷却的过程中,瓶内水面的变化是先下降后上升;若实验非常成功,最终集气瓶中水的体积约为20mL.
②集气瓶里预先装进的20mL水,在实验过程中起到哪些作用?abc(填写序号)
a.加快集气瓶冷却        b.液封导气管末端以防气体逸出c.缓冲集气瓶内气压的骤然升高.

分析 根据已有的知识进行分析,空气中氧气约占其体积的五分之一,测定时可以使用红磷燃烧消耗氧气使瓶内压强减小的方法,磷燃烧能生成五氧化二磷;进行此实验时,必须保证装置的气密性良好,红磷足量,瓶子冷却后再打开弹簧夹,否则会导致结果不准确.根据白磷从燃烧到熄灭冷却的过程中,瓶内水面的变化是:先下降后上升,因为瓶内的气体先受热体积膨胀,后冷却缩小进行解答.

解答 解:(1)为了使实验结果准确,要用过量的红磷确保氧气被完全消耗掉;磷与氧气在点燃条件下反应生成五氧化二磷;而碳的燃烧会生成二氧化碳,会占据消耗氧气的空间,所以不能用碳代替红磷;故答案为:尽可能把氧气反应掉;磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷;不能;
(2)通过实验测得的空气中氧气的体积分数与正常值相比偏小,其中可能的原因有:红磷的量不足,未将瓶内空气中的氧气全部消耗掉,装置漏气,未冷却至室温就读数等.故填:红磷过少;装置漏气或没有等装置冷却到室温就读数等;
(3)由本实验还可以推知氮气性质有氮气难溶于水;故填:难溶于水;
(4)①白磷从燃烧到熄灭冷却的过程中,瓶内水面的变化是:先下降后上升,因为瓶内的气体先受热体积膨胀,后冷却;若实验非常成功,最终集气瓶中水的体积约为:(120mL-20mL)×$\frac{1}{5}$=20mL;
②集气瓶里预先装进的水的作用:加快集气瓶冷却、液封导气管末端以防气体逸出、缓冲集气瓶内气压的骤然升高.
故填:①先下降后上升;20;②abc.

点评 本题主要考查用磷测定空气组成的实验原理、操作、现象、结论和注意事项,难度稍大.

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3.如图1所示为测定空气中氧气含量的装置及药品.

(1)市场销售“暖宝宝”中发热剂的主要成分成分是:铁粉、炭粉、水和食盐等,反应原理可以简化为铁生锈.发热剂在密封的塑料包装袋内并未发热,原因是发热剂没有与氧气接触.小明用配制的发热剂按图乙装置实验,他不是将足量的发热剂堆在瓶底,而是将其涂抹在广口瓶内壁的四周,这样做的目的是增大发热剂与氧气接触面积,与氧气充分反应.
(2)小红在实验中思考,能否用其它的物质代替红磷完成实验.她进行了下列探究.
【查阅资料】①二氧化碳能与澄清石灰石发生反应,生成碳酸钙沉淀和水;②在规定的条件下,物质在氧气、氮气混合气流中,维持稳定燃烧所需的最低氧气浓度(以氧气所占的体积百分数表示)叫氧指数.氧指数高表示材料不易燃,氧指数低表示材料容易燃烧.一般认为:氧指数<27%属易燃材料,27%≤氧指数<32%属可燃材料,氧指数≥32%属难燃材料.下面是一些常见物质氧指数.
可燃物红磷木炭硫蜡烛铁丝
氧指数0.5%4%4.5%15%60%
(3)写出铁在氧气中燃烧的文字(或符号)表达式铁+氧气$\stackrel{点燃}{→}$四氧化三铁或3Fe+2O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Fe3O4.
(4)由上表可知红磷是易燃材料,铁是难燃材料(填“易燃”“可燃”或“难燃”).实验甲中不能(填“能”或“不能”)用铁丝代替红磷.
(5)在测定空气中氧气含量的实验中,我们通常选择红磷燃烧而不选择木炭或硫的主要原因是木炭、硫与氧气反应都生成气体,瓶内压强不变.
(6)如果一定要用木炭代替红磷做这个实验,只要对实验稍作改进即可,需要对实验改进的是将烧杯中的水换成氢氧化钠溶液或澄清石灰水.
(7)既使这样改进后,根据上表数据可知:仍然没有用红磷燃烧好,原因是:木炭燃烧比红磷燃烧的氧指数高,经改进后仍没有红磷燃烧消耗空气中的氧气来的充分.
(8)蜡烛(足量)在如图装有空气的密闭的集气瓶内燃烧至熄灭,下列判断错误的是ABCD.
A.蜡烛燃烧前瓶内只有氧气
B.蜡烛熄灭后,集气瓶内已无氧气
C.反应过程中瓶内物质发生了化合反应
D.蜡烛熄灭后瓶内只剩二氧化碳气体.

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