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)
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(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+O2
CO2 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+O2
CO2;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。