小华同学打算采用如图所示的装置进行 “ 测定空气中氧气含量 ” 的实验。设计如下方案:选用实际容积为 25mL 的试管作为反应容器,将过量的白磷放入试管,用橡皮塞塞紧试管,通过导管与注射器 ( 注射器的容积为 40mL ,且润滑性很好 ) 相连,注射器的前沿停在 20mL 刻度处。 ( 假设此实验能够按照小华的设想正常进行,白磷所占体积与导管内的气体体积忽略不计,且两个容器间的导管足够粗,保持空气正常流动。 )
请回答下列问题:
(1) 实验前,打开弹簧夹,将注射器活塞前沿从 20mL 刻度处推至 15mL 刻度处,然后松开手,若活塞仍能返回至 20mL 刻度处,则说明 ______ ;
(2) 若先夹紧弹簧夹,用酒精灯加热白磷,燃烧结束,试管冷却后再松开弹簧夹,会观察到注射器的活塞向左移动至 _______ mL 刻度处停止;
(3) 若始终打开弹簧夹,用酒精灯加热白磷直至燃烧结束,观察到的现象是 _______ ;最后注射器的活塞停留在 _______ mL 刻度处。
(4) 小华同学设计的这个实验装置比课本上 “ 测定空气中氧气含量 ” 的实验装置有哪些优点 _______ 。 ( 答两点 )
装置不漏气 15 注射器活塞先向右移动,后向左移动 11 实验结果更准确,更环保
【分析】
磷燃烧能够消耗空气中的氧气,氧气消耗后,容器中的气压减小,在外界大气压作用下,容器内体积减小,减少的体积即为容器中空气中的氧气体积,进一步可以计算出空气中氧气的含量。
【详解】
( 1 )实验前,打开弹簧夹,将注射器活塞前沿从 20mL 刻度处推至 15mL 刻度处,然后松开手,若活塞仍能返回至 20mL 刻度处,则说明装置不漏气。故填:装置不漏气;
( 2 )若先夹紧弹簧夹,用酒精灯加热白磷,燃烧结束,试管冷却后再松开弹簧夹,会观察到注射器的活塞向左移动至: 20mL-25mL×15=15mL 刻度处停止。故填: 15 ;
( 3 )白磷燃烧放热,气体膨胀,活塞向右移动,完全反应后氧气消耗,温度降低,活塞向左移动,观察到的现象是注射器活塞先向右移动,后向左移动,最后注射器的活塞停留在: 20mL- ( 25mL+20mL ) × =11mL 刻度处。故填:注射器活塞先向右移动,后向左移动; 11 ;
( 4 )小华同学设计的这个实验装置比课本上 “ 测定空气中氧气含量 ” 的实验装置具有的优点:防止了燃烧匙伸入集气瓶中时导致的部分气体受热膨胀逸出,实验结果更准确,同时防止了反应生成的五氧化二磷扩散到空气中污染环境。故填:实验结果更准确,更环保。
用排水法收集气体 | 在两个集气瓶中装满水,用玻璃片盖住瓶口,倒放入水中。将塑料管小心插入集气瓶内,吹气 | 集气瓶中的水逐渐排出,收集满呼出的气体 | 呼出的气体几乎没有溶于水 |
在水中收集满气体后,用玻璃片盖住瓶口,从水中取出正放于桌面上 | 气体无色 | 无色的气体,密度比空气的大 | |
探究呼出气体的性质 | 向一个盛空气的集气瓶和一个盛呼出气体的集气瓶中,各滴入几滴澄清的石灰水,振荡 | 盛空气的集气瓶内澄清石灰水没有变浑浊;盛呼出气体的集气瓶内澄清的石灰水变浑浊 | 呼出的气体中二氧化碳的含量>空气中二氧化碳的含量 |
将燃着的木条分别插入另一个盛有呼出气体的集气瓶中和盛有空气的集气瓶中 | 盛有空气的集气瓶中的木条继续燃烧,无明显变化;盛呼出气体的集气瓶中燃着的木条逐渐熄灭 | 呼出的气体中氧气的含量<空气中氧气的含量 | |
取一块干燥的玻璃片,对着呼气,并与放在空气中的另一块玻璃片进行比较 | 对着呼气的玻璃片上有一层水雾;放在空气中的玻璃片无明显变化 | 呼出的气体中水蒸气的含量>空气中水蒸气的含量 |
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