题目内容

【题目】在“空气中氧气含量的测定”实验探究中,甲生设计了如下实验方案: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,打开弹簧夹,水注入集气瓶。请回答下列问题:

(1)实验过程中,观察到红磷燃烧,请写出红磷燃烧的现象________。该实验得到的结论是______。

(2)甲生实验结束后,发现测出的氧气的体积分数明显小于1/5。

请你参与探究:(提出问题)造成误差的原因是什么?如何改进课本上的实验装置?

(查阅资料)红磷、白磷的一些性质如下表:

颜色、状态

熔点/℃

着火点/℃

密度/(g/cm3)

红磷

暗红色固体

590

240

2.34

白磷

白色或黄色固体

44.1

40

1.82

(猜想与假设)

甲同学:可能是导管内原含有空气,后来留有吸入的水,影响实验的准确性。

乙同学:可能是红磷取得不够,导致瓶内残留气体中还有氧气。

你还能作出的猜想是________

(交流与讨论)

(1)木炭也可以在空气中燃烧,其化学符号表达式为____,丙同学认为用木炭代替红磷,就可以消除误差,大家认为他的猜想不合理,理由是______。

(2)他们对课本上的实验装置进行了如图所示的改进(其他仪器忽略)。

①甲同学提出应把红磷换为白磷,理由是____。

②通过粗铜丝来点燃玻璃管内的白磷,这利用了金属铜的__________性。

③改进后的实验的优点是______________。

【答案】红磷燃烧产生大量的白烟,放出大量的热 氧气约占空气体积的五分之一 集气瓶未冷却至室温就打开了弹簧夹 C+O2CO2 木炭燃烧生成二氧化碳气体,瓶内压强基本不变 白磷的着火点低,比红磷更容易被引燃 导热 减少实验误差

【解析】

(1)实验过程中,观察到的主要现象是:红磷燃烧产生大量的白烟,放出大量的热;打开弹簧夹时,烧杯中的水进入集气瓶,并且约占集气瓶容积的五分之一。说明氧气约占空气体积的五分之一;

猜想与假设:要使本实验成功,必须注意以下几点:①装置的气密性好;②白磷足量;③必须冷却到室温再读数等;所以猜想为:集气瓶未冷却至室温就打开了弹簧夹;

交流与讨论:(1)木炭燃烧生成二氧化碳气体,其符号表达式为:C+O2CO2;生成物的状态一般要求是固态,木炭燃烧生成二氧化碳气体,瓶内压强基本不变,因此猜想不合理;

(2)①应把红磷换为白磷,理由是白磷的着火点低,比红磷更容易被引燃;

②铜具有良好的导热性,所以可通过粗铜丝来点燃玻璃管内的白磷;

③在密闭的环境中进行反应,能够减少实验误差。

练习册系列答案
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【题目】(题文)某校化学研究性学习小组在学习了“空气中氧气含量测定”的基础上,改进了教材中的实验,设计出了如图所示的实验装置。实验步骤如下:

①如图所示,连接仪器,检查装置的气密性,发现装置的气密性良好。

②在集气瓶里装进适量a体积的水,燃烧匙里放一块白磷(白磷燃烧所需要的最低温度是40℃),并在酒精灯上把玻璃棒下端加热,按图示装置把集气瓶中的空气密封起来,把长导管的另一端放入盛有足量水的烧杯中。(注:集气瓶内的长导管已伸到了瓶底)

③用力把预先加热过的玻璃棒按下与白磷接触,观察到白磷立即着火燃烧,产生大量白烟。(注:白磷与红磷燃烧的产物相同)
④待白磷燃烧熄灭后,稍加振荡,白烟消失。

⑤待集气瓶完全冷却至室温,量出集气瓶中水的体积是b,整个集气瓶的体积是c。

⑥根据a、b、c三个数据,计算出空气中氧气的体积分数.根据以上信息,回答下列问题。

(1)集气瓶中白磷燃烧的文字表达式_______________。

(2)在白磷开始燃烧到最后熄灭的过程中,集气瓶内水面的变化情况是_____________。

(3)若实验非常成功,当c为500mL,a=100mL,则b=___________mL。

(4)组内成员小张对“实验前集气瓶里要装进适量a体积的水”非常不理解。咨询了组长小明之后,他终于明白“a体积的水”的作用,其一是为了加快⑤步骤中集气瓶的冷却速度;其二则主要是__________。

(5)实验结束,待装置完全冷却到室温后,组内成员发现进入集气瓶中的水小于预期值(理论上进入集气瓶中的水约占集气瓶中空气体积的1/5),则导致进入集气瓶中的水少于集气瓶内空气体积1/5的原因可能是:________、_________。

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