某化学兴趣小组对“空气中氧气含量的测定”展开探究。
【实验回顾】实验室常用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的含量(如图1、图2),红磷燃烧的符号表达式为 P+O2点燃P2O5P+O2点燃P2O5,装置中的弹簧夹一开始应该处于 关闭关闭(“打开”或“关闭”)状态,目的是 防止瓶内因燃烧放热,温度升高,气体从导管排出防止瓶内因燃烧放热,温度升高,气体从导管排出。兴趣小组用该方法测出的氧气含量常常远低于21%。
【实验改进】甲同学认为误差主要是由实验装置造成的,于是改用图3装置进行实验。

(1)按图2装置实验,实验开始前应先进行的一步操作是 检查装置气密性检查装置气密性。
(2)按图3装置实验,点燃红磷的方式不同于图1,而是接通电源使电烙铁发热,点燃红磷后,断开电源。与图2装置相比,图3装置使用电烙铁可以减小实验误差,其原因是 改进后的装置无需打开瓶塞点燃红磷,避免瓶内空气外逸而造成实验误差改进后的装置无需打开瓶塞点燃红磷,避免瓶内空气外逸而造成实验误差。
【提出问题】在操作规范的情况下,用改进后的装置测得的氧气含量约为14%。为什么测量结果与真实值仍有较大差距呢?
【查阅资料】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。引起本实验的误差除装置外,还与可燃物的性质有关。
【实验探究1】乙同学利用图4装置测定空气中氧气的含量。其中与集气瓶相连的压强传感器等电子设备能将集气瓶内压强精确地记录并保存下来。图5是用该装置测得的木炭在集气瓶中燃烧的压强-时间关系图(该装置气密性良好,P0是集气瓶内初始气压,P是反应结束时恢复到室温时集气瓶内的气压)。

(3)反应开始时集气瓶中压强会瞬间变大,原因是 木炭燃烧放热,使瓶内温度升高,压强增大,木炭燃烧放热导致气压增大幅度大于氧气减少导致气压减小幅度木炭燃烧放热,使瓶内温度升高,压强增大,木炭燃烧放热导致气压增大幅度大于氧气减少导致气压减小幅度。
(4)根据图5,木炭不可代替红磷测定空气中氧气含量的原因是 木炭燃烧虽然消耗氧气,但是生成二氧化碳气体,导致气压几乎不变木炭燃烧虽然消耗氧气,但是生成二氧化碳气体,导致气压几乎不变。
【实验探究2】已知常温下铁与空气中的氧气、水反应生成铁锈(主要成分是Fe2O3•xH2O),在有氯化钠、炭粉存在条件下,反应速度较快。丙同学根据铁生锈的原理,探究用铁能否准确测定空气中氧气的含量,设计了图6所示实验装置,8分钟后测得数据如下表:
(5)丙同学将铁粉、炭粉等物质不是堆在瓶底,而是撒在浸润氯化钠的滤纸条上再贴在广口瓶内侧,其目的是 增大反应物接触面积,加快反应速率增大反应物接触面积,加快反应速率。
(6)根据表中数据计算空气中的氧气含量。(写出计算过程,计算结果保留到0.1%)
点燃
点燃
实验前的体积 | 实验后的体积 | |
集气瓶内空气 | 量筒内水 | 量筒内剩余水 |
262mL | 180.0mL | 127.2mL |
(7)通过上述实验探究,选择合适的物质和实验装置进行实验,可较为快速地完成实验并
减小实验误差
减小实验误差
。【考点】测定空气里氧气含量的探究.
【答案】P+O2P2O5;关闭;防止瓶内因燃烧放热,温度升高,气体从导管排出;检查装置气密性;改进后的装置无需打开瓶塞点燃红磷,避免瓶内空气外逸而造成实验误差;木炭燃烧放热,使瓶内温度升高,压强增大,木炭燃烧放热导致气压增大幅度大于氧气减少导致气压减小幅度;木炭燃烧虽然消耗氧气,但是生成二氧化碳气体,导致气压几乎不变;增大反应物接触面积,加快反应速率;减小实验误差
点燃
【解答】
【点评】
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发布:2024/9/10 10:0:8组卷:17引用:1难度:0.4
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(1)图中A仪器的名称是
(2)如果镁条只和空气中的氧气反应,则进入集气瓶中水的体积最多不超过其容积的
【发现问题】氮气是如何减少的?
【做出猜想】
【查阅资料】镁条在氮气中能燃烧,产物为氮化镁(Mg3N2)固体。氮化化镁中氮的化合价是C+2MgO,该反应所的基本反应类型是点燃
(3)通过以上探究,你对燃烧的有关知识有了哪些新的认识?(写出一条即可)
(4)24g镁在二氧化碳中燃烧可生成多少克氧化镁?发布:2024/11/18 8:0:1组卷:13引用:1难度:0.5 -
3.测定空气里氧气的含量,甲、乙、丙三个同学用如图所示的装置分别进行了实验探究。
(1)实验时,取下橡胶塞,点燃红磷后迅速伸入集气瓶中并旋紧橡胶塞,这时看到的现象是
(2)甲同学:用足量的木炭代替红磷做测定空气中氧气含量的实验,结果实验失败了,请你帮助他分析失败的原因:
(3)乙同学:想用镁条来代替红磷做实验,老师告诉他这种方法不是较好的方法,因为镁条在空气中燃烧非常剧烈,镁既可以和氧气反应,也可以和氮气反应生成氮化镁。请写出镁和氮气反应生成氮化镁的文字表达式:
(4)丙同学:打算用铁丝替代红磷,实验能否成功?请说明理由。
(5)燃烧后,集气瓶内剩余的气体主要是氮气,请结合本实验推测氮气的物理性质是发布:2024/11/7 8:0:2组卷:19引用:1难度:0.5