内容正文:
第1讲实验·空气 氧气(原卷版)
教材实验01:空气中氧气含量的测定
教材实验02:氧气的实验室制取
知识点01 空气中氧气含量的测定
1.实验原理
燃烧法测定空气中氧气的含量,利用可燃物燃烧消耗密闭容器中的氧气,使密闭容器内压强减小,在外界大气压的作用下,进入集气瓶中水的体积约等于减少氧气的体积。
反应原理: 。
2.药品
、水
3.实验装置
4.实验步骤
(1)连接装置,检查装置的气密性;
(2)在集气瓶内加入少量水,并将水面上方空间分为 等份,做好记号;
(3)用弹簧夹夹紧胶皮管,点燃燃烧匙内的红磷后,立即伸入瓶中并把塞子塞紧;
(4)待红磷 ,打开弹簧夹
5.实验现象
(1)红磷燃烧,产生大量 ;(2)进入集气瓶中水的体积约占集气瓶容积的 。
6.实验结论
空气中氧气约占空气总体积的 。
7.药品选择
(1)可燃物能够在空气中燃烧,不能选用铁丝代替红磷,因为 ;
(2)可燃物在空气中燃烧时只能与氧气反应,不能消耗其他气体。不选用镁代替红磷,因镁不仅与氧气反应,也可与空气中的二氧化碳、氮气反应,使集气瓶内减少的气体体积不全是氧气的体积;
(3)可燃物燃烧时不能产生气体,不用木炭、硫代替红磷,因木炭、硫在空气中燃烧会产生 。
(4)用加热足量铜丝或铁丝生锈等方法测空气中氧气含量,反应更充分,误差更小。
8.误差分析
(1)测定结果明显偏小:①红磷用量 ;②装置气密性 ;③未等集气瓶冷却至室温,就 ;
(2)测定结果明显偏大:①胶皮管未夹紧,红磷燃烧时集气瓶内气体因受热顺着导管逸出;②燃烧匙伸入 会使装置内的气体受热膨胀逸出,导致进入瓶中的水的体积 。
9.实验改进
(1)点燃方式的改变(反应物未变)
将装置改为密闭装置,用光、电或酒精灯加热(如下图)。
优点:避免误差,防止 。
(2)更换反应物
将装置改为密闭装置,同时更换反应物(如下图)。
优点:反应更容易进行,避免误差,防止产物对空气的污染。
10.实验拓展
(1)根据红磷燃烧后不能将装置中的气体完全消耗完,可知空气是一种混合物;
(2)空气的主要成分氮气和氧气,根据实验时集气瓶中进入一定量水后,水不会继续进入,说明氮气难溶于水,在相同条件下,氧气可与红磷反应,氮气却不与红磷反应,由此说明氮气的化学性质较稳定;
(3)利用数字化实验技术,测定实验过程氧气浓度、压强等物理量的变化。如:用如图所示装置测定空气中氧气的含量。实验时先在容积为450mL的集气瓶中装进150mL滴有红墨水的50℃水,在带孔的燃烧匙中放足量白磷,量筒中盛入足量50℃水,按图连好仪器。水温不变的情况下,反应后量筒内水的体积较反应前减少了60mL。
如图一,某同学用氧气传感器定量测定密闭条件下足量白磷燃烧时集气瓶口处氧气的含量变化,得到图二曲线图。请根据该曲线图回答下列问题。
①曲线上A、B、C三点中,白磷是从 点开始熄灭的。
②请从微观角度解释BC段氧气含量下降并趋于稳定原因 。
③根据曲线图信息,你对燃烧有什么新的认识 。
知识点02 氧气的实验室制取
制取方法
高锰酸钾制取氧气
氯酸钾制取氧气
过氧化氢制取氧气
反应原理
依据:反应物状态及反应条件
发生装置
固体加热型
固固加热型
固液不加热型
依据:气体的溶解性及密度
收集装置
排水法
选择依据:氧气不易溶于水,且不与水反应
向上排空气法
选择依据:氧气密度比空气大,且不与空气的订成分成分反应
装置气密性检查
将导管伸入 中,手紧握容器外壁,观察导管口有 冒出,松手后 ,则装置不漏气,反之漏气
用弹簧夹夹住乳胶管,往长颈漏斗内注入 ,若长颈漏斗下端形成 ,则装置不漏气
向长颈漏斗中加水使其下端浸入水中,用手捂容器外壁,伸入水中的导管口有气泡产生,则气密性良好
当缓缓拉活塞时,观察到