内容正文:
专练04 测定空气中氧气含量的探究
1.实验创新是中学生最为重要的科学素养,如图是某校师生测定空气中氧气含量的
创新实验。(已知白磷在 40℃时即燃烧,其燃烧现象与产物与红磷燃烧相同)
【实验步骤】
(1)测量试管的容积。
(2)检查装置的气密性。
(3)装药品,将注射器活塞调整到合适位置,连接好仪器。
(4)用弹簧夹夹紧胶皮管,加热粗铜丝,观察现象。
(5)燃烧结束后,打开弹簧夹,观察注射器活塞的移动情况。
【反思交流】
(1)测量试管容积的方法是 。
(2)若试管的容积为60mL,加热前注射器活塞至少应调整到 mL以上(填整数)。
(3)该实验中利用铜丝加热会不会影响测量结果?你的看法是 。
2.小科同学利用长柄W形玻璃管,完成了燃烧条件的探究与空气中氧气含量的粗略测定两个实验。在如图所示装置(省略夹持仪器,下同)中,向W形玻璃管中放入足量红磷和白磷,塞好橡皮塞,关闭活塞。然后将其放入80℃的热水中,观察到红磷不燃烧而白磷燃烧。
(一)燃烧条件的探究
(1)通过实验现象说明可燃物燃烧应具备的条件是
(2)上述实验利用长柄玻璃管的优点是 (写出一条)
(二)空气中氧气含量的粗略测定:
将刚才关闭的活塞打开,烧杯中的水进入封闭的长柄W形玻璃管。
(3)若烧杯中原有水a毫升,最终剩余的水为b毫升,长柄W形玻璃管的容积为c毫升,则测定的空气中氧气体积比例为 (用字母表示)
(4)若本实验测定的空气中氧气含量偏低,则可能的原因是 (写出一条)
3.以下四个实验装置,可用于“测定空气中氧气的含量”。请认真分析,回答下列问题。
(1)拉瓦锡用装置 (填写字母)定量研究了空气的成分,在密闭容器中,空气中的氧气与 反应,生成固态物质。人们沿着科学家的足迹,对反应物进行了优化,分别用铜粉、红磷等进行实验,其原理都是采用 (填“物理”或“化学”)方法,从混合气体中除去某种气体,从而达到物质的分离。
(2)实验过程中,需要不断推拉注射器活塞的装置是 (填写字母),利用此装置进行实验,可能造成实验误差的因素是 (答一条)。
(3)装置C、D的实验都用到了红磷,写出反应的化学方程式 ;反应结束后,待装置冷却至室温,打开弹簧夹,装置D中(试管容积为40mL),注射器活塞从10mL刻度处缓慢移动至 mL刻度处停止(误差忽略不计)。
4.空气中氧气含量测定的再认识。
【经典赏析】教材中介绍了拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分(实验装置如图1)。该实验中选择使用汞的优点有 。
A.实验过程中没有污染
B.在汞槽中起到液封作用
C.生成的化合物加热分解又能得到汞和氧气
D.能将密闭装置内空气中的氧气几乎耗尽
【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(装置如图2),写出红磷燃烧的化学方程式 。兴趣小组用该方法测出的氧气含量常常远低于21%。
【提出问题】用红磷燃烧的方法为什么不能准确地测定空气中氧气的含量?
【进行猜想】(1)装置漏气;(2) 装置内氧气有剩余;…
【实验与交流】在老师的指导下,小明分别用过量的红磷和白磷进行该实验,用测氧气浓度的传感器测得反应后装置内氧气浓度分别为8.85%和3.21%,请从燃烧条件的角度回答产生上述结果的主要原因 。
【实验探究1】小明根据铁生锈的原理,探究用铁能否准确测定空气中氧气的含量,于是进行了实验(装置如图3)通过7天测得的数据计算空气中氧气的含量为19.13%。
【交流与反思】与用红磷燃烧的方法相比,用铁丝生锈的方法测定的主要优点及原因: 。
【实验探究2】为了加快反应速率,小明通过查阅资料,利用铁粉、炭粉、氯化钠等物质又进行了实验(装置如图4),8分钟后测得的数据如表:
实验前的体积
实验后的体积
集气瓶内空气
烧杯内蒸馏水
烧杯内剩余蒸馏水
131mL
90.0mL
63.6mL
请计算出空气中氧气含量 (计算结果保留一位小数)
【结论与反思】通过上述实验探究,选择 (填物质名称)进行实验,可较为快速地完成实验并减小实验误差。
【拓展延伸】铜也能与空