题目内容

“空气中氧气含量的测定”有多种方法.甲生设计了如图所示的实验方案:在燃烧匙内盛过量红磷,点燃后立即插入集气瓶内,塞紧橡皮塞,待红磷火焰熄灭,集气瓶冷却至室温,打开铁夹,水注入集气瓶.回答下列问题:
(1)反应结束后,打开铁夹,水自动注入集气瓶的直接原因是______.
(2)乙生也设计了一个如图所示的实验方案,装置和操作同甲类似,只不过用硫粉代替了红磷,并增加了滴管.要使实验成功,乙在滴管中应加入______溶液.并反应后滴入,写出该溶液发生反应的化学方程式______.
(3)若空气中氮气也能和红磷反应,能否用该方法来测定空气中氧气的含量?______.
(4)丙生想利用氧气和某种金属的反应,来测定空气中的氧气含量.他选择利用下列仪器、药品:①带瓶塞的l000ml烧瓶②电子天平(称量精度为0.01克)③酒精灯④某种金属粉末.他的实验步骤如下:准确称量某种金属粉末的质量(足量),将其放入烧瓶,塞紧瓶塞,放置一段时间后,倒出烧瓶中粉末,并称其质量.写出丙生的实验思路______.
【答案】分析:(一)空气成分的测定实验的原理是利用某种物质燃烧消耗空气中某一成分,导致装置内的压强减小,从而使等体积液体倒流进入装置内.液体倒流的直接原因是装置内外的压强差,最根本的原因是物质燃烧对气体的消耗.这就要求生成物不能是气体,而当生成物为气体时,我们就必须想办法让液体能够和生成的气体反应或者溶解.
(二)乙同学实验中生成二氧化硫气体,借助二氧化硫的溶解性当然可以实现目的,但是为了促进溶解进行,或者叫启动反应的发生,我们可以借助更快捷的反应就是氢氧化钠溶液来吸收二氧化硫,这样水就能够更迅速进入装置内去溶解二氧化硫.
(三)对于使用天平来测定,要学会倒推,知道质量就可以根据密度求体积,所以要根据操作去分析实验的思路和原理.
解答:解:
(一)空气成分的测定实验的原理是利用某种物质燃烧消耗空气中某一成分(这就排除了第四问,当氮气也能反应时时不能用来测定空气成分的),导致装置内的压强减小,从而使等体积液体倒流进入装置内.液体倒流的直接原因是装置内外的压强差,最根本的原因是物质燃烧对气体的消耗.这就要求生成物不能是气体,而当生成物为气体时,我们就必须想办法让液体能够和生成的气体反应或者溶解.
(二)乙同学实验中生成二氧化硫气体,借助二氧化硫的溶解性当然可以实现目的,但是为了促进溶解进行,或者叫启动反应的发生,我们可以借助更快捷的反应就是氢氧化钠溶液来吸收二氧化硫,这样水就能够更迅速进入装置内去溶解二氧化硫.
(三)根据对天平和烧瓶体积的强调,还有天平称量的是金属质量在反应前后的变化,我们可以看出对氧气的量是借助金属对氧气的消耗来实现测定的,是测定的质量,而要想将质量转化为体积,只需要一个密度就可以.
故答案:
(1)装置内的压强小于外界的气压
(2)氢氧化钠溶液(其他碱性物质也可);  SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O
(3)不能
(4)借助金属消耗氧气引起的质量变化,从而计算出氧气的体积,最终求出空气中氧气的含量.
点评:要在实验改进中学会根据实验的操作来研究实验的思路,例如本题在天平上就要结合题目中提供的操作过程去猜想实验思路.
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(1)如图是小李同学从点燃的蜡烛火焰中引出一缕“白烟”的实验装置.小李同学认为“白烟”的成分是水蒸气,小王同学认为“白烟”的成分是蜡烛蒸汽.请你参与探究,确定“白烟”成分.验证小李同学猜想所用的方法是
用干冷的烧杯罩在白烟上方
用干冷的烧杯罩在白烟上方
;支持小王同学猜想的方法是
将白烟用火柴点燃
将白烟用火柴点燃
.
(2)某课外活动小组在学习了书本“空气中氧气含量的测定”实验,知道五氧化二磷(P2O5)不能随便排放在空气中,否则会对空气造成污染,所以对该实验进行了改进:在由两个注射器组成的密闭系统内共有25mL空气(如下图).然后给装有红磷的玻璃管加热.同时交替推动两个注射器的活塞,至玻璃管内的红磷变成白烟,且较长时间内无进一步变化时停止.停止加热后,待冷却至室温将气体全部推至一个注射器内.
请根据你对上述实验的理解,回答下列问题:
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
使空气中的氧气充分反应
使空气中的氧气充分反应
.
②写出该实验中反应的文字表达式
磷+氧气
点燃
五氧化二磷
磷+氧气
点燃
五氧化二磷
.
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
25mL 22mL
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
abc
abc
.(填字母序号)
a.没有交替缓缓推动两个注射器活塞;   b.读数时没有冷却至室温;
c.加入红磷量太少;     d.加入红磷量太多
④如果让你选择哪种药品来做该实验时,你认为入选的药品必须具备的条件是
既能除去氧气,又不与空气中的其物质发生反应,且生成物在常温下是固体.
既能除去氧气,又不与空气中的其物质发生反应,且生成物在常温下是固体.
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