只需掌握測定空氣中氧氣的含量實驗的藥品選擇要求,實驗原理、實驗裝置、實驗步驟注意事項和誤差分析分析即可。
【例題展示】
例題8(2017來賓)空氣中氧氣含量的測定如圖所示:
(l)燃燒匙內盛放的藥品是 。
(2)集氣瓶內水面上升不到的原因可能是
(答一條即可)。
【分析】本題是測定空氣中氧氣的含量,我們常用燃燒紅磷或白磷的方法,因為磷燃燒生成白色固體五氧化二磷,幾乎不佔空間,使得內外產生氣壓差,從而得到正確的結論;
【解答】(1)由於紅磷燃燒生成白色固體五氧化二磷,幾乎不佔空間,使得內外產生氣壓差.由圖示裝置可知,該實驗時,盛放在燃燒匙內的物質是一般是紅磷,故填:紅磷;
(2)若紅磷量不足,裝置漏氣,實驗完畢後沒冷卻到室溫就打開止水夾都會導致結果偏小;故填:紅磷不足(或裝置漏氣或沒冷卻到室溫就打開止水夾等。
故答案為:(1)紅磷;(2)紅磷不足(或裝置漏氣或沒冷卻到室溫就打開止水夾等。
【跟蹤訓練】
1.(2017常州)如圖是測定空氣中氧氣含量的實驗裝置圖.實驗如下:用注射器抽取30mL空氣(活塞拉至30mL刻度處),硬質玻璃管中空氣的體積為50mL;在硬質玻璃管中放入過量銅粉,在右側導管口套上癟的氣球;點燃酒精燈,反覆推拉注射器和擠壓氣球,待充分反應後,冷卻至室溫;將氣球中氣體全部擠入硬質玻璃管,注射器中氣體的體積為14mL。
(1)寫出銅粉與氧氣反應的化學方程式 。
(2)實驗時,銅粉過量的目的是 ; (填「能」或「不能」)用木炭代替銅粉進行相同實驗。
(3)實驗測得空氣中氧氣的含量為 。
【分析】(1)根據銅粉與氧氣反應生成氧化銅解答;
(2)根據實驗時,銅粉過量的目的是除去空氣中所有的氧氣解答;根據木炭燃燒生成二氧化碳氣體解答;
(3)根據反應消耗氧氣的體積為30ml﹣14ml=16ml,從而計算出空氣中氧氣的體積分數解答。
【解答】
(1)該實驗的原理是:銅粉與氧氣反應生成氧化銅;發生反應的化學方程式為 2Cu+O22CuO;
(2)實驗時,為了完全除去空氣中的氧氣,銅粉必須是過量的,否則得出的結果不準確,銅粉與氧氣反應生成固體氧化銅,而木條與氧氣反應生成二氧化碳氣體,瓶內氣壓基本不變,無法測量氧氣的含量,故不能用木炭代替銅粉進行相同實驗;
(3)原裝置內氣體氣體為30ml+50ml=80ml;待充分反應後,冷卻至室溫;將氣球中氣體全部擠入硬質玻璃管,注射器中氣體的體積為14mL。則反應消耗氧氣的體積為30ml﹣14ml=16ml;實驗測得空氣中氧氣的含量為:×100%=20%;
故答案為:
(1)2Cu+O22CuO;(2)除去空氣中所有的氧氣;不能;(3)20%。
2.(2017徐州)磷的燃燒反應在生產生活中有著廣泛的應用價值。
(1)紅磷在空氣中燃燒能冒出濃厚的白煙,軍事上常用來制煙幕彈,紅磷燃燒的化學方程式為 。
(2)某同學利用燃磷法測量空氣中氧氣含量,實驗過程如圖。他測得氧氣體積分數約是 %,燃燒結束試管裡剩餘氣體主要是 (填化學式)。
【分析】(1)根據化學反應的原理以及化學方程式的寫法來分析;
(2)根據進入容器的水的體積即為氧氣體積以及空氣的組成來分析。
【解答】(1)磷與氧氣在點燃的條件下反應生成五氧化二磷;故填:4P+5O22P2O5;
(2)進入試管內的水的體積為消耗的氧氣體積,也就是50mL空氣中含有9mL氧氣,所以他測得氧氣體積分數約是=18%;空氣主要是由氮氣與氧氣組成的,氧氣被消耗後剩餘的氣體主要是氮氣;故填:18;N2。
故答案為:(1)4P+5O22P2O5;
(2)18;N2。
3.【2018河北省】圖6所示是測定空氣裡氧氣含量的裝置、氣密性良好,在集氣瓶內加入少量水,將水面上方空間分為5等份。用彈簧夾夾緊橡皮管、點燃紅磷後,迅速伸入集氣瓶中並塞緊塞子;待燃燒停止並冷卻至室溫後,打開彈簧夾。
(1)紅磷燃繞的化學方程式為__________________。
(2)打開彈簧夾後,燒杯中的水能夠進入到集氣瓶中的原因是:_______________。
(3)實驗結束,進入集氣瓶中水的體積小於瓶內空間的五分之一,可能的一種原因是_________________。
【答案】(1)4P+5O22P2O5;(2)紅磷燃燒將集氣瓶內氧氣消耗掉,使瓶內壓強減少,在大氣壓作用下,將水壓入集氣瓶;(3)紅磷量不足。
【解析】(1)紅磷燃燒產生大量白煙,並放出熱量,其反應化學方程式:4P+5O22P2O5;(2)實驗結束後,打開彈簧夾,燒杯裡的水進入瓶中的原因是集氣瓶中的氧氣被消耗,壓強小於外界壓強,在大氣壓作用下,將水壓入集氣瓶;(3)紅磷量不足。
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