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          某化學興趣小組對“空氣中氧氣含量的測定”展開探究。
          【實驗回顧】實驗室常用紅磷燃燒的方法測定空氣中氧氣的含量(如圖1、圖2),紅磷燃燒的符號表達式為
          P+O2
          點燃
          P2O5
          P+O2
          點燃
          P2O5
          ,裝置中的彈簧夾一開始應該處于
          關閉
          關閉
          (“打開”或“關閉”)狀態,目的是
          防止瓶內因燃燒放熱,溫度升高,氣體從導管排出
          防止瓶內因燃燒放熱,溫度升高,氣體從導管排出
          。興趣小組用該方法測出的氧氣含量常常遠低于21%。
          【實驗改進】甲同學認為誤差主要是由實驗裝置造成的,于是改用圖3裝置進行實驗。

          (1)按圖2裝置實驗,實驗開始前應先進行的一步操作是
          檢查裝置氣密性
          檢查裝置氣密性
          。
          (2)按圖3裝置實驗,點燃紅磷的方式不同于圖1,而是接通電源使電烙鐵發熱,點燃紅磷后,斷開電源。與圖2裝置相比,圖3裝置使用電烙鐵可以減小實驗誤差,其原因是
          改進后的裝置無需打開瓶塞點燃紅磷,避免瓶內空氣外逸而造成實驗誤差
          改進后的裝置無需打開瓶塞點燃紅磷,避免瓶內空氣外逸而造成實驗誤差

          【提出問題】在操作規范的情況下,用改進后的裝置測得的氧氣含量約為14%。為什么測量結果與真實值仍有較大差距呢?
          【查閱資料】燃燒過程中當氧氣體積分數低于7%時,紅磷就無法繼續燃燒。引起本實驗的誤差除裝置外,還與可燃物的性質有關。
          【實驗探究1】乙同學利用圖4裝置測定空氣中氧氣的含量。其中與集氣瓶相連的壓強傳感器等電子設備能將集氣瓶內壓強精確地記錄并保存下來。圖5是用該裝置測得的木炭在集氣瓶中燃燒的壓強-時間關系圖(該裝置氣密性良好,P0是集氣瓶內初始氣壓,P是反應結束時恢復到室溫時集氣瓶內的氣壓)。

          (3)反應開始時集氣瓶中壓強會瞬間變大,原因是
          木炭燃燒放熱,使瓶內溫度升高,壓強增大,木炭燃燒放熱導致氣壓增大幅度大于氧氣減少導致氣壓減小幅度
          木炭燃燒放熱,使瓶內溫度升高,壓強增大,木炭燃燒放熱導致氣壓增大幅度大于氧氣減少導致氣壓減小幅度

          (4)根據圖5,木炭不可代替紅磷測定空氣中氧氣含量的原因是
          木炭燃燒雖然消耗氧氣,但是生成二氧化碳氣體,導致氣壓幾乎不變
          木炭燃燒雖然消耗氧氣,但是生成二氧化碳氣體,導致氣壓幾乎不變

          【實驗探究2】已知常溫下鐵與空氣中的氧氣、水反應生成鐵銹(主要成分是Fe2O3?xH2O),在有氯化鈉、炭粉存在條件下,反應速度較快。丙同學根據鐵生銹的原理,探究用鐵能否準確測定空氣中氧氣的含量,設計了圖6所示實驗裝置,8分鐘后測得數據如下表:
          (5)丙同學將鐵粉、炭粉等物質不是堆在瓶底,而是撒在浸潤氯化鈉的濾紙條上再貼在廣口瓶內側,其目的是
          增大反應物接觸面積,加快反應速率
          增大反應物接觸面積,加快反應速率
          。
          (6)根據表中數據計算空氣中的氧氣含量。(寫出計算過程,計算結果保留到0.1%)
          實驗前的體積 實驗后的體積
          集氣瓶內空氣 量筒內水 量筒內剩余水
          262mL 180.0mL 127.2mL
          【結論與反思】
          (7)通過上述實驗探究,選擇合適的物質和實驗裝置進行實驗,可較為快速地完成實驗并
          減小實驗誤差
          減小實驗誤差
          。

          【答案】P+O2
          點燃
          P2O5;關閉;防止瓶內因燃燒放熱,溫度升高,氣體從導管排出;檢查裝置氣密性;改進后的裝置無需打開瓶塞點燃紅磷,避免瓶內空氣外逸而造成實驗誤差;木炭燃燒放熱,使瓶內溫度升高,壓強增大,木炭燃燒放熱導致氣壓增大幅度大于氧氣減少導致氣壓減小幅度;木炭燃燒雖然消耗氧氣,但是生成二氧化碳氣體,導致氣壓幾乎不變;增大反應物接觸面積,加快反應速率;減小實驗誤差
          【解答】
          【點評】
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          發布:2024/9/10 10:0:8組卷:17難度:0.4
          相似題
          • 1.某校研究性學習小組用如圖所示裝置進行鎂條在空氣中燃燒的實驗。待鎂條完全燃燒并冷卻后打開彈簧夾,進入集氣瓶中水的體積約占集氣瓶容積的70%。
            (1)圖中A儀器的名稱是
             
            。鎂條燃燒并冷卻后打開彈簧夾,水能進入到集氣瓶中的原因是
             

            (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
             
            %.現進入集氣瓶中水的體積約為其容積的70%,根據空氣的組成可推出減少的氣體中有氮氣。
            【發現問題】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
             
            。鎂條還可以在二氧化碳氣體中燃燒生成碳和氧化鎂,反應的化學方程式為2Mg+CO2
            點燃
            C+2MgO,該反應所的基本反應類型是
             
            。
            (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)
            (4)24g鎂在二氧化碳中燃燒可生成多少克氧化鎂?

            發布:2024/11/18 8:0:1組卷:13引用:1難度:0.5
          • 2.如圖1是某化學興趣小組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是集氣瓶內氣壓隨時間的變化情況。下列說法不正確的是( ?。?br />

            發布:2024/12/25 11:30:2組卷:1086引用:3難度:0.7
          • 3.測定空氣里氧氣的含量,甲、乙、丙三個同學用如圖所示的裝置分別進行了實驗探究。
            (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
             
            ,該反應的文字表達式為
             

            (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。
             
            。
            (5)燃燒后,集氣瓶內剩余的氣體主要是氮氣,請結合本實驗推測氮氣的物理性質是
             
            。

            發布:2024/11/7 8:0:2組卷:19難度:0.5
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