18.空气中氧气含量测定的再认识.
【实验回顾】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.
(1)写出红磷燃烧的化学方程式4P+5O2 $\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P2O5
(2)实验原理:由于红磷燃烧消耗空气中的氧气,使瓶内压强减小,烧杯中水倒吸到集气瓶.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,测置结果与理论值误差较大.
【实验改进】
Ⅰ.根据铁在空气中生镑的原理设计图10实验装置,再次测定空气中氧气含量.装置中饱和食盐水、活性炭会加速铁生锈.
Ⅱ.测得实验数据如表
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/mL80.054.5126.0
【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[Fe(OH)2],写出该反应的化学方程式2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2
(2)根据表4数据计算,改进实验后测得的空气中氧气的体积分数是20.2%(计算结果精确到0.1%).
(3)(此题做对奖励4分) 从实验原理角度分析,改进后的实验结果比前者准确度更髙的原因是:
①能够把氧气完全消耗;②避免了燃烧匙伸入集气瓶时导致的气体外逸.
15.特活泼金属能否将较不活泼的金属从它的盐溶液中置换出来,小美、小丽同学做了金属钠与硫酸铜溶液反应的实验.
【实验一】把一块比绿豆略大的金属钠,放人盛有20 毫升硫酸铜溶液的烧杯中,发现金属钠浮在液面上不停打转,并发出嘶嘶声,烧杯发烫,表层溶液中出现了蓝色絮状沉淀,絮状物慢慢下沉渐渐增多,并没有出现紫红色的铜.正准备整理器材,她们突然发现蓝色沉淀渐渐变黑.
【提出问题】生成的黑色固体是什么物质?
【实验二】搭建分离装置,经过过滤、洗涤、干燥,得到少量的黑色粉末.
【查阅资料】常见的黑色不溶于水的固体有:四氧化三铁、二氧化锰、氧化铜、炭粉等.
小丽猜想:黑色固体可能是氧化铜,不可能是四氧化三铁、二氧化锰、炭粉.你认为小丽作出如此判断的依据是根据反应前后元素种类不变(或质量守恒定律).
小美猜想:黑色固体可能是氧化铜和铜的混合物.依据是量少而又细小的铜粉杂在氧化铜之间可能看不清.
【实验三】为了进一步证实该黑色固体中是否含有铜,她们取少量该粉末放人试管,加人一定量的稀盐酸(稀硫酸或稀H2SO4或稀HCl) 溶液,略微加热,发现固体全部消失,从而证实了小丽同学的猜想是正确的.那么蓝色絮状沉淀怎么变成黑色固体的呢?
【查阅资料】
Cu(OH)2的起始分解温度约66℃.
【实验反思】
至此,谜底全部解开.为确保蓝色沉淀不分解,实验过程中要注意:(1)控制实验的初始温度;(2)放入的金属钠需适量;(3)硫酸铜溶液用量不能太少.
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