题目内容
【题目】如图是实验室用红磷燃烧来粗略测定空气中氧气含量的装置。
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(1)写出红磷燃烧的文字表达式:__________________________________。
(2)实验原理:由于红磷燃烧消耗空气中的氧气,使瓶内________减小,烧杯中的水倒吸到集气瓶。若装置的气密性良好,操作规范,用量筒测量进入瓶中水的体积,能粗略测得空气中氧气的含量。
[问题提出] 有实验资料表明:燃烧过程中当氧气体积分数低于7%时,红磷就无法继续燃烧,因此通过上述实验,测量结果与理论值误差较大。
[实验改进]
Ⅰ.根据铁在空气中生锈的原理设计如图所示实验装置,再次测定空气中氧气的含量。装置中饱和食盐水、活性炭会加速铁生锈。
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Ⅱ.测得实验数据如下表:
测量 项目 | 实验前 | 实验后 | |
烧杯中水的体积 | 烧杯中剩余水的体积 | 集气瓶(扣除内容物)和导管的容积 | |
体积/mL | 80.0 | 54.5 | 126.0 |
[交流表达]
(1)铁生锈过程发生复杂的化学反应,首先是铁与氧气、水反应生成氢氧化亚铁。写出该反应的文字表达式:______________________________________________。
(2)根据表格数据计算,改进实验后测得的空气中氧气的体积分数是___ (计算结果精确到0.1%)。
(3)从实验原理角度分析,改进后的实验结果比前者准确度更高的原因是:
①________________________________________________________________________;
②________________________________________________________________________。
【答案】 磷+氧气
五氧化二磷 气压 铁+水+氧气―→氢氧化亚铁 20.2% 铁的缓慢氧化使集气瓶中的氧气消耗更彻底,使实验结果更准确 测量时考虑到导管容积和扣除内容物后的集气瓶容积,使实验结果更准确
【解析】(1)根据磷燃烧生成五氧化二磷,可知反应物、生成物,反应条件,故其文字表达式为磷+氧气
五氧化二磷;
(2)红磷燃烧消耗氧气,使瓶内的气压变小,水倒吸;
实验改进:(1)根据铁与氧气、水反应生成氢氧化亚铁[Fe(OH)2],可知反应物、生成物,故其文字表达式为:铁+水+氧气→氢氧化亚铁;
(2)根据反应前后烧杯内水的体积变化可以看出,消耗的氧气的体积是:80.0mL-54.5mL=25.5mL,故氧气的体积分数为
×100%=20.2%;
(3)使用铁的缓慢氧化消耗氧气,使氧气消耗的更为彻底,实验结果更准确,测量时考虑导管容积和扣除内容物后的集气瓶的体积,使实验结果更为准确。
【题目】空气是一种宝贵的自然资源.
(1)如图是空气中一些气体的用途:
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其中属于氧气用途的是__(填图中字母序号,下同).属于氮气用途的是__,说明氮气具有的性质是__.稀有气体的用途除了上图中的用途外还可以用作__(写出一种即可).
(2)利用物质沸点不同可以实现混合物的分离,根据下表数据判断.
物质 | H2 | N2 | O2 | NH3 |
沸点/℃ | 252.8 | 195.8 | 183.0 | 33.35 |
工业上制取氧气,控制温度在195.8℃<T<__℃时,可以将液态空气中的氮气与氧气分离开.