【題目】實驗是科學探究的重要方法,讓們一起再認識空氣中氧氣含量的測定拉瓦錫實驗方案(如圖1)利用汞的反應與圖2相比,圖2的優(yōu)點_______(一條即可)

(實驗回顧)興趣小組的同學利用課本中的 實驗方案(如圖2)測定空氣中氧氣的含量,但測出的氧氣的體積分數(shù)明顯小于1/5。

請你參與探究:

(提出問題)造成誤差的原因是什么?如何改進課本上的實驗裝置?

(查閱資料)紅磷、白磷的一些性質(zhì)如下表:

顏色、狀態(tài)

熔點/

著火點/

密度/g/cm3

紅磷

暗紅色固體

590

240

2.34

白磷

白色或黃色固體

44.1

40

1.82

(猜想與假設)

甲同學;可能是導管內(nèi)原含有空氣,后來殘留有吸入的水,影響實驗的準確性。

乙同學:可能是瓶內(nèi)殘留氣體中還有氧氣。

你還能作出的猜想是____________。

(實驗與交流)在老師的指導下,小組同學對課本上的實驗裝置進行了圖3所示的改進(其他儀器忽略)。

1)甲同學提出應把紅磷換為白磷,理由是________________________。

2)寫出白磷燃燒的化學方程式________________________。

3)與課本上的實驗裝置相比較,該裝置的一個優(yōu)點是________________________。

(探究與反思)

4)大家用改進的實驗裝置進行實驗,待注射器冷卻、管內(nèi)白煙消失后,又意外發(fā)現(xiàn)注射器內(nèi)壁附著黃色固體,該黃色固體的主要成分可能是______________________

5)為了驗證乙同學的猜想,在老師的指導下,興趣小組 的聞學又利用傳感器改進實驗裝置(如圖4),分別用過量的紅磷和白磷進行對照實驗,并用高能激光筆點燃磷。

①用測量氧氣濃度的傳感器測得反應后裝置內(nèi)氧氣 濃度分別是:紅磷為8.7%和白磷為1.0% ,從而證明乙同學的猜想___________(填正確錯誤),但也有同學認為白磷也不能準確測定空氣中氧氣含量的原因是_________________________________。

②如圖5是白磷燃燒過程中的壓強變化趨勢,試分析回答:圖中AB段變化的原因是______________________; BC段變化的原因是______________________。

【答案】反應迅速,操作簡便,現(xiàn)象明顯(合理即可) 裝置漏氣(或紅磷不足或沒有冷卻至室溫就打開止水夾) 白磷的著火點比較低 4P + 5O22P2O5 能夠減少實驗誤差,不會污染空氣 白磷 正確 白磷不能將瓶內(nèi)的氧氣完全消耗 紅磷燃燒放熱,導致集氣瓶中的氣體膨脹,氣壓增大 集氣瓶中的氧氣被消耗,溫度逐漸恢復至室溫,壓強減小

【解析】

拉瓦錫把少量汞放在密閉容器中加熱12天,發(fā)現(xiàn)部分汞變成紅色粉末,同時,空氣體積減少了1/5左右。圖2的優(yōu)點反應迅速,操作簡便,現(xiàn)象明顯;

猜想與假設:

還能作出的猜想是裝置漏氣,紅磷不足,沒有冷卻至室溫就打開止水夾等;

實驗與交流:

1)圖中的實驗是用80℃水提供的熱量引燃磷,紅磷的著火點是240℃,白磷的著火點是40℃,甲同學提出應把紅磷換為白磷,理由是白磷的著火點比較低;

2)白磷在空氣中燃燒生成五氧化二磷,反應的化學方程式為:4P + 5O22P2O5;

3)圖中的裝置可以知道該裝置在密閉的環(huán)境中進行反應,能夠減少實驗誤差,不會污染空氣;

探究與反思:

4)根據(jù)“查閱資料”可以知道,白磷為白色或黃色固體,所以左玻璃管上端的黃色固體主要成分可能是白磷固體受熱蒸發(fā)后形成的蒸汽凝固附著在玻璃管上,所以該黃色固體的主要成分可能是白磷;

5)①用測量氧氣濃度的傳感器測得反應后裝置內(nèi)氧氣 濃度分別是:紅磷為8.7%和白磷為1.0% ,說明了瓶內(nèi)殘留氣體中還有氧氣,從而證明乙同學的猜想正確;白磷也不能準確測定空氣中氧氣含量的原因是白磷不能將瓶內(nèi)的氧氣完全消耗;

AB段氣壓上升的原因是紅磷燃燒放熱,導致集氣瓶中的氣體膨脹,氣壓增大;

BC段變化的原因是集氣瓶中的氧氣被消耗,溫度逐漸恢復至室溫,壓強減小。

練習冊系列答案
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【題目】小剛同學在學習化學知識后,知道進入久未開啟的菜窖可能造成死亡。于是他和小強一起對自家久未開啟的菜窖內(nèi)的氣體成分進行了探究。

(提出問題)菜窖內(nèi)氣體的成分是什么?

(查閱資料)蔬菜在一定條件下發(fā)酵生成氣體,其成分可能含有CO2、CH4等。

(猜想與假設)小剛認為菜窖內(nèi)的氣體含有CO2和CH4。

(實驗探究)他們對菜窖內(nèi)的氣體進行取樣按圖所示裝置進行實驗

(1)若裝量A中澄清石灰水變渾濁,證明氣體樣品中含有__

(2)裝置B內(nèi)發(fā)生反應的化學方程式為__;

(3)裝置D內(nèi)濃硫酸的作用是__;

(4)E處觀察到干燥冷燒杯內(nèi)壁有__出現(xiàn),待火焰熄滅后,把燒杯迅速倒轉(zhuǎn)過來,立刻向燒杯內(nèi)倒入少量澄清石灰水并振蕩,石灰水變渾濁,證明氣體樣品中含有__。E處氣體燃燒的化學方程式為__。

(實驗結論)氣體樣品中含有CO2和CH4,小剛的猜想正確。

(反思與評價)

(5)小強觀察上述實驗裝置發(fā)現(xiàn):裝置A和裝置C完全相同,他認為可以取消裝置C.你是否認同__(填“認同”或“不認同”)理由是__。

(6)根據(jù)上述實驗探究結果,氣體樣品中含有CO2,由于二氧化碳__,所以進入久未開啟的菜窖前,應向菜窖內(nèi)通入大量的空氣。

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