8.空氣中氧氣含量測定的再認識.
【經(jīng)典賞析】教材中介紹了拉瓦錫用定量的方法研究了空氣的成分(實驗裝置如圖1).
該實驗中選擇使用汞的優(yōu)點有BCD.
A.實驗過程中沒有污染
B.在汞槽中起到液封的作用
C.能將密閉裝置內(nèi)空氣中的氧氣幾乎耗盡
D.生成的化合物加熱分解又能得到汞和氧氣
【實驗回顧】實驗室常用紅磷燃燒的方法測定測定空氣中氧氣的含量(裝置如圖2).當冷卻至室溫后,集氣瓶內(nèi)剩余氣體的成分是D.
A.五氧化二磷 B.主要成分為氦氣和氧氣
C.純凈的氦氣 D.主要成分為氮氣的混合氣體
興趣小組的同學用該方法測出的氧氣含量常常遠低于21%.
【提出問題】用紅磷燃燒的方法為什么測定空氣中氧氣的含量會偏小?
【進行猜想】(1)裝置漏氣;(2)紅磷不足裝置內(nèi)氧氣有剩余;(3)沒有冷卻至室溫就打開止水夾;…
【實驗與交流】在老師的指導下,鳳九分別用過量的紅磷和白鱗進行該實驗,用測定氧氣濃度的傳感器測得反應后裝置內(nèi)氧氣濃度分別為8.85%和3.21%.請從燃燒條件的角度分析產(chǎn)生上述兩個結果較大差異的主要原因是:白磷的著火點比紅磷的著火點低.
【實驗探究1】東華根據(jù)鐵生銹的原理,探究用鐵能否準確測定空氣中氧氣的含量.于是進行了實驗(裝置如圖3).
通過7天測得的數(shù)據(jù)計算出空氣中氧氣的含量為19.13%.
【交流與反思】用于紅磷燃燒的方法相比,用鐵絲生銹的方法測定的主要優(yōu)點是:裝置內(nèi)殘留的氧氣更少,實驗結果更準確.
【實驗探究2】為了加快反應速率,東華通過查閱資料,利用鐵粉、炭粉、氯化鈉等物質又進行了實驗(裝置如圖4).8分鐘后測得的數(shù)據(jù)如表:
實驗前的體積 | 實驗后的體積 |
集氣瓶內(nèi)空氣 | 燒杯內(nèi)蒸餾水 | 燒杯內(nèi)剩余蒸餾水 |
131mL | 90.0mL | 63.6mL |
請計算出空氣中氧氣含量為20.2%(計算結果保留一位小數(shù)).
【結論與反思】通過上述實驗探究,選擇鐵粉、炭粉、氯化鈉和蒸餾水(填物質名稱)進行實驗,可較為快速地完成實驗并減小實驗誤差.
【拓展延伸】
銅也能與空氣中氧氣、水、二氧化碳反應而銹蝕,生成銅綠(銅綠主要成分為Cu
2(OH)
2CO
3).寫出生成銅綠的化學方程式2Cu+H
2O+CO
2+O
2=Cu
2(OH)
2CO
3.若將圖3裝置中的粗鐵絲換成足量的銅絲進行實驗,請判斷能否比較準確地測定空氣中氧氣的含量,并說明理由不能;因為空氣中二氧化碳含量是0.03%,銅不能將裝置中的氧氣耗盡(相對原子質量:C-12 O-16)