有關空氣組成的研究與發(fā)現(xiàn)對化學的發(fā)展做出了重要貢獻,化學興趣小組的同學們也嘗試通過自己的實驗研究空氣的組成。
Ⅰ.拉瓦錫的研究:用加熱汞的方法測定空氣中氧氣的含量
如圖1所示,拉瓦錫把少量的汞放在密閉的玻璃容器中連續(xù)加熱12天后,發(fā)現(xiàn)有一部分銀白色的液態(tài)汞變成紅色粉末,容器內空氣體積減少了約五分之一。收集汞表面生成的紅色粉末(氧化汞),置于另一容器內強熱得到了汞和氧氣,且氧氣的體積恰好等于原來密閉容器里所減少的空氣體積。
(1)上述實驗中,使用汞的優(yōu)點有 ABDABD。
A.汞為液態(tài),在加熱的條件下只與氧氣反應且生成物為固體
B.時間足夠長,能將密閉裝置中的氧氣幾乎耗盡
C.實驗過程中沒有污染
D.生成的化合物加熱分解又能得到汞和氧氣
(2)繼拉瓦錫研究后,英國科學家瑞利經多次實驗發(fā)現(xiàn)從空氣分離得到的氮氣密度總是略大于純凈氮氣密度,造成這一差異主要與空氣中的 二氧化碳、稀有氣體二氧化碳、稀有氣體相關。
Ⅱ.興趣小組A的實驗用紅磷燃燒的方法測定空氣中氧氣的含量,并用傳感器記錄集氣瓶內氧氣濃度隨時間變化的情況,如圖3所示。
【進行實驗】
活動1:證明紅磷熄滅后,氧氣還有剩余
實驗裝置 | 實驗步驟 | 現(xiàn)象 | 結論 |
Ⅰ.用高能激光筆照射燃燒匙中足量的紅磷 | 紅磷燃燒,一段時間后熄滅,白磷始終不燃燒 | 紅磷熄滅后,氧氣還有剩余 | |
Ⅱ.冷卻后,將裝有白磷的燃燒匙提出水面,用高能激光筆照射 | 白磷燃燒 |
(1)紅磷燃燒的符號表達式為
P+O2P2O5
點燃
P+O2P2O5
。點燃
(2)實驗中氣球的作用是
調節(jié)壓強
調節(jié)壓強
。活動2:探究影響剩余氧氣濃度的因素。用圖2裝置進行實驗,得到數(shù)據如下表。
資料卡片:可燃物燃燒所需的最低溫度,稱為該物質的著火點。
可燃物 | 白磷 | 紅磷 | 木炭 |
著火點℃ | 40 | 240 | 370 |
生成物狀態(tài) | 固態(tài) | 固態(tài) | 氣態(tài) |
剩余氧氣濃度 | 3.1% | 7.0% | 14.0% |
可燃物的著火點
可燃物的著火點
。(4)根據以上探究和表中數(shù)據,在“測定空氣中氧氣含量”的實驗中,通常使用紅磷而不用木炭的原因可能有
木炭燃燒的生成物是氣體
木炭燃燒的生成物是氣體
、且剩余氧氣濃度較大
且剩余氧氣濃度較大
。Ⅲ.興趣小組B用如圖5所示裝置測量空氣中氧氣含量。
集氣瓶容積為700mL,集氣瓶內水的體積為100mL,實驗開始前量筒內水的體積為200mL,實驗結束后量筒中水的體積為100mL。
(1)用力將預先加熱過的玻璃棒按下與白磷接觸,觀察到白磷燃燒時的現(xiàn)象是
劇烈燃燒,產生白煙,放熱
劇烈燃燒,產生白煙,放熱
,整個實驗過程中,量筒內水面的變化情況是 先上升,然后逐漸下降至保持不變
先上升,然后逐漸下降至保持不變
。(2)將步驟(1)后的集氣瓶內氣體換成等體積的混合氣體(該混合氣體中氧氣體積分數(shù)為1%,氮氣體積分數(shù)為99%),再次實驗,發(fā)現(xiàn)白磷不能被點燃。由此可知,在所有操作均規(guī)范的情況下,步驟(1)實驗所測得的空氣中氧氣的含量比理論
偏小
偏小
(填“偏大”、“偏小”或“不變”),該實驗測得氧氣體積是 100
100
mL。(3)已知氧氣密度為1.4g/L,每31g白磷燃燒需要消耗40g氧氣,按上述實驗數(shù)據盡可能消耗完瓶中的氧氣,至少需要白磷
0.11
0.11
克。(結果保留兩位小數(shù))【考點】測定空氣里氧氣含量的探究.
【答案】ABD;二氧化碳、稀有氣體;P+O2P2O5;調節(jié)壓強;可燃物的著火點;木炭燃燒的生成物是氣體;且剩余氧氣濃度較大;劇烈燃燒,產生白煙,放熱;先上升,然后逐漸下降至保持不變;偏?。?00;0.11
點燃
【解答】
【點評】
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