题目内容

【题目】如图1是“空气中氧气体积分数测定”实验的改进装置.主要操作是:在实际容积为150mL的集气瓶里,先装进50mL的水,再按图1连好仪器,按下热的玻璃棒,白磷立即被点燃.(白磷40℃即燃烧,燃烧产物与红磷相同)

(1)白磷从燃烧到熄灭冷却的过程中,瓶内水面的变化是 ;若实验成功,最终集气瓶中水的体积约为 mL.

(2)该实验可推论出氮气的性质为 .

(3)若将白磷换成炭粉,该实验能否获得成功?为什么? .

(4)集气瓶里预先装进的50mL水,在实验过程中起到哪些作用?(填写序号)

A.加快集气瓶内气体冷却 B.液封导气管末端以防气体逸出 C.吸收五氧化二磷

(5)图2是另一实验小组对测定空气中氧气含量实验的两套装置图,请结合图示回答有关问题.(已知铜和氧气在加热的条件下反应生成氧化铜固体)

①根据下表提供的实验数据,完成如表

硬质玻璃管中空气的体积

反应前注射器中空气体积

反应后注射器中气体体积

实验测得空气中氧气的体积分数

25mL

15mL

9mL

②装置一和装置二中气球的位置不同, (填“装置一”或“装置二”)更合理,理由是 .

③若实验测得的结果偏小(氧气的体积分数小于21%),可能的原因有哪些? (列举两条).

【答案】(1)先下降,后上升;70mL

(2)氮气不能与红磷反应,也不能溶于水或与水反应;

(3)不能;因为碳燃烧产生气体,使瓶中大气压不变;

(4)ABC;

(5)①15%;②装置二;能让空气更易流通,全部通过铜粉,使氧气与铜粉充分反应;③铜粉的量不足;未待装置完全冷却至室温就读数.

【解析】

(1)白磷从燃烧到熄灭冷却的过程中,瓶内的压强先增大,后又降低,因此瓶内水面的变化是先下降,后上升;由于空气中氧气约占空气体积的五分之一,容积为150mL的集气瓶里,先装进50mL的水,所以空气体积是100mL,所以氧气占着20mL,所以最后集气瓶中水的体积约为50mL+20mL=70mL;

故答案为:先下降,后上升;70mL;

(2)水进入瓶内占五分之一.说明氮气不能与红磷反应,也不能溶于水或与水反应;

(3)炭粉尽管能与氧气反应,除去了瓶内的氧气,但由于反应生成了二氧化碳气体,因此瓶内的气体没有减少,气压不会减小,故实验不能测定出空气中氧气的含量.故答案为:不能;因为碳燃烧产生气体,使瓶中大气压不变;

(4)集气瓶内预先装入适量的水,使白磷燃烧时集气瓶内气压不会过度增大,不至于使集气瓶中气体受热膨胀而逸出.同时还可以加快集气瓶冷却,缓冲集气瓶内气压的骤然升高.故答案为:ABC.

(5)①注射器内气体减少的量就是氧气的体积,则实验测得空气中氧气的体积分数为:×100%=15%;

②装置二与装置一装置比较,装置二中的气球在玻璃管的后部,更易让空气流通,氧气与铜能充分反应;

③在测定空气中氧气的体积分数时,实验后发现测定氧气的体积分数低于五分之一,可能的原因有:①铜粉的量可能不足,没有将氧气消耗尽;②装置可能漏气,;③实验中可能未冷却至室温就读数等.

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