用燃烧红磷的方法测定空气中氧气的含量:
实验步骤:在集气瓶中加入少量水,并将水面上方空间分成5等份,如图装置所示.用弹簧夹夹住乳胶管.点燃红磷,伸入瓶中并塞上瓶塞.待红磷熄灭并冷却后,打开弹簧夹,观察广口瓶内水面变化情况.
(1)写出红磷在空气中燃烧的文字表达式
(2)反应结束后集气瓶中剩余的气体主要是 ,由此可以推测它具有的性质是 (至少写一点).
(3)已知五氧化二磷溶于水且化学性质与二氧化碳相似,反应完毕后振荡集气瓶再滴入紫色石蕊溶液,溶液会变成 色.
(4)查阅资料得知“铜+氧气 氧化铜”.乙同学又设计了如图2两种装置测定空气中氧气含量,请结合图示回答有关问题.
①装置一和装置二中气球的位置不同,你认为 (填“装置一”或“装置二”)更合理.
②用合适的装置进行实验,并记录了如下实验数据
硬质玻璃管中空气的体积 | 反应前注射器中空气体积 | 充分反应后注射器中气体体积 | 实验测得空气中氧气的体积分数 |
25mL | 15mL | 9mL | ? |
根据实验数据测得空气中氧气的体积分数为
(5)以下是乙同学对自己实验结果的分析,其中解释不合理的是 (填序号)
A.可能是使用的铜粉量过量
B.可能是没有反复推、拉注射器的活塞,装置内氧气没有充分反应
C.可能是没有冷却至室温就读数
D.可能是装置气密性不好,冷却时外界空气进入.
考点:
空气组成的测定;书写化学方程式、文字表达式、电离方程式. .
专题:
空气与水.
分析:
(1)根据红磷燃烧是指磷和氧气在点燃的条件下生成五氧化二磷,写出反应的文字表达式;
(2)根据广口瓶内剩余的气体主要是氮气,通过观察和实验得知:氮气是无色无味的气体,难溶于水,既不能燃烧,也不能支持燃烧等解答;
(3)从由于题目中指出:“已知五氧化二磷溶于水且化学性质与二氧化碳相似”,故解决此题时可按大家熟知的二氧化碳来看待去分析解答;
(4)从两种装置的区别来分析;注射器内气体减少的量就是氧气的量;
(5)根据测定空气中氧气的体积分数实验的原理、注意事项分析回答.
解答:
解:
(1)红磷燃烧是指磷和氧气在点燃的条件下生成五氧化二磷,反应的文字表达式为:磷+氧气五氧化二磷;
(2)广口瓶内剩余的气体主要是氮气,通过观察和实验得知:氮气是无色无味的气体,难溶于水,既不能燃烧,也不能支持燃烧等.
(3)由于题目中指出:“已知五氧化二磷溶于水且化学性质与二氧化碳相似”,故解决此题时可按大家熟知的二氧化碳来看待;二氧化碳和水反应生成的碳酸能使紫色石蕊溶液变红;所以反应完毕后振荡集气瓶再滴入紫色石蕊溶液,紫色石蕊溶液也会变红;
(4)装置二与装置一装置比较,装置二中的气球在玻璃管的后部,更易让空气流通,氧气与铜能充分反应;实验过程中,注射器应不停推拉活塞;注射器内气体减少的量就是氧气的体积,则实验测得空气中氧气的体积分数为:×100%=15%;
(5)在测定空气中氧气的体积分数时,实验后发现测定氧气的体积分数低于五分之一,可能的原因有:①铜粉的量可能不足,没有将氧气消耗尽;②装置可能漏气,;③实验中可能未冷却至室温就读数等.
答案:
(1)磷+氧气五氧化二磷
(2)氮气 氮气是无色无味的气体
(3)红
(4)二 15%
(5)BCD
点评:
红磷在空气中燃烧,其实质是红磷和空气中的氧气反应,故其反应物应为:红磷和氧气而不是红磷和空气.
氧循环:
动植物的呼吸作用及人类活动中的燃烧都需要消耗氧气,产生二氧化碳。但植物的光合作用却大量吸收二氧化碳,释放氧气,如此构成了生物圈的氧循环(氧循环和碳循环是相互联系的)。
工业燃烧、动植物的呼吸消耗空气中的氧气
通过植物的光合作用产生氧气
氧气循环示意图如下:
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