某化學興趣小組對“空氣中氧氣含量的測定”展開探究。現有三個實驗小組同學分別利用不同的方法測定空氣中氧氣含量。
A組實驗:利用紅磷燃燒測定空氣中氧氣含量
圖1是利用氣壓傳感器測定紅磷燃燒時集氣瓶內氣壓變化的實驗裝置;圖2是集氣瓶內氣壓變化情況。
(1)用酒精燈點燃燃燒匙中過量的紅磷。該反應的文字表達式是 紅磷+氧氣點燃五氧化二磷紅磷+氧氣點燃五氧化二磷。
(2)點燃燃燒匙內的紅磷后,立即 迅速迅速(填“迅速”或者“緩慢”)伸入集氣瓶中并把橡皮塞塞緊。待紅磷熄滅并冷卻后,打開止水夾。
(3)下列有關圖2的分析不正確的是 DD。
A.BC段氣壓增大的主要原因是燃燒放熱
B.CD段氣壓減小的主要原因是集氣瓶內氧氣不斷被消耗且瓶內溫度逐漸冷卻
C.DE段氣壓增大的主要原因是燒杯中的水進入集氣瓶
D.若用木炭代替紅磷完成此實驗,集氣瓶內氣壓變化趨勢與圖2基本一致
(4)經多次實驗發(fā)現,當反應停止并恢復至室溫,用氧氣濃度傳感器測得集氣瓶內始終有8%左右的氧氣殘留,但實際實驗中倒吸入瓶內的水的體積能達到理論值(五分之一)其可能的操作原因是 燃燒匙點燃后伸入太慢燃燒匙點燃后伸入太慢。
B組實驗:加熱銅粉測定空氣中氧氣含量
圖3是銅粉與氧氣加熱生成氧化銅實驗裝置:
(5)實驗的主要實驗步驟如下:
①組裝裝置,檢查裝置的氣密性;
②向試管中加入足量的銅粉,銅粉要足量的原因是 將裝置內空氣中的氧氣耗盡將裝置內空氣中的氧氣耗盡;
③點燃酒精燈,不停地抽拉注射器的活塞,充分反應后停止加熱。
(6)實驗開始時,若注射器活塞前沿停在35mL的刻度線上,實驗結束并等到具支試管冷卻后觀察,活塞前沿約停在 88mL的刻度線上。若實驗過程中沒有不斷推拉注射器,則可能導致測定的氧氣的體積分數 偏小偏小(填“偏大”“偏小”“不變”)。
(7)裝置中小氣球的作用是 防止裝置內壓強過大,沖開橡皮塞,導致實驗失敗防止裝置內壓強過大,沖開橡皮塞,導致實驗失敗。
C組實驗:用鐵生銹原理測定空氣中氧氣含量
鐵制品是現代人類使用最多的一種金屬,實驗證明,鐵生銹是鐵與水和氧氣共同作用的結果?,F取3根無銹的鐵絲設計如圖所示的三個實驗。
【實驗現象】
(8)實驗Ⅰ中鐵絲生銹,當鐵絲足量,時間足夠長,打開止水夾后,還能觀察到的現象是 左側液面上升至“1”左側液面上升至“1”。
【實驗結論】
(9)對比實驗 Ⅰ、ⅢⅠ、Ⅲ(填序號,下同),可以得出鐵生銹需要氧氣。
【拓展與延伸】
小明在旅途中發(fā)現,海邊鐵制漁船上的銹跡比江邊鐵制漁船的多,他提出問題:海水會加快鐵的生銹嗎?為驗證這一問題,設計以下數字化實驗:
點燃
點燃
實驗 | 實驗藥品 |
實驗1 | 15mL蒸餾水、長5cm、直徑1mm鐵絲 |
實驗2 | 15mL海水、長5cm、直徑1mm鐵絲 |
放出
放出
(選填“吸收”或“放出”)熱量。(11)根據以上圖像,可以得出結論:
海水能加速鐵鐵生銹
海水能加速鐵鐵生銹
。【考點】測定空氣里氧氣含量的探究.
【答案】紅磷+氧氣五氧化二磷;迅速;D;燃燒匙點燃后伸入太慢;將裝置內空氣中的氧氣耗盡;8;偏?。环乐寡b置內壓強過大,沖開橡皮塞,導致實驗失敗;左側液面上升至“1”;Ⅰ、Ⅲ;放出;海水能加速鐵鐵生銹
點燃
【解答】
【點評】
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(1)圖中A儀器的名稱是
(2)如果鎂條只和空氣中的氧氣反應,則進入集氣瓶中水的體積最多不超過其容積的
【發(fā)現問題】氮氣是如何減少的?
【做出猜想】
【查閱資料】鎂條在氮氣中能燃燒,產物為氮化鎂(Mg3N2)固體。氮化化鎂中氮的化合價是C+2MgO,該反應所的基本反應類型是點燃
(3)通過以上探究,你對燃燒的有關知識有了哪些新的認識?(寫出一條即可)
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(1)實驗時,取下橡膠塞,點燃紅磷后迅速伸入集氣瓶中并旋緊橡膠塞,這時看到的現象是
(2)甲同學:用足量的木炭代替紅磷做測定空氣中氧氣含量的實驗,結果實驗失敗了,請你幫助他分析失敗的原因:
(3)乙同學:想用鎂條來代替紅磷做實驗,老師告訴他這種方法不是較好的方法,因為鎂條在空氣中燃燒非常劇烈,鎂既可以和氧氣反應,也可以和氮氣反應生成氮化鎂。請寫出鎂和氮氣反應生成氮化鎂的文字表達式:
(4)丙同學:打算用鐵絲替代紅磷,實驗能否成功?請說明理由。
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