某校化学兴趣小组就空气中氧气的含量进行实验探究,请你参与。
(设计实验)
第一小组同学共同设计了如下图的 A 、 B 两套装置。
( 1 )你认为合理的是(填编号) _____ 。
( 2 )该实验观察到的现象是 _____ 。
(改进实验)
第二小组同学设计了 C 实验,优点是: _____ 。
( 1 )实验后发现测定出的空气中氧气的体积分数低于 l/5 ,这可能是由哪几种原因引起的? _____
( 2 )从实验现象分析可知:氧气约占空气总体积的 l/5 ,氮气约为 4/5. 能够得到该结论主要是运用了氮气的有关性质是: _____
A 红磷燃烧产生大量白烟,冷却后,打开止水夹,烧杯中的水倒流进瓶内,且进入水的体积约占瓶容积的 1/5 ; 比较环保,测定结果更精确、误差更小 红磷量不足、装置漏气、未冷却至室温就打开止水夹等 氮气不溶于水,且不与水反应,氮气与红磷在点燃条件下不反应
【详解】
设计实验:( 1 )实验 A 和 B 的区别在于红磷的位置,氧气的密度比空气大,故红磷在稍微低的位置更有利于反应的进行,也更利于氧气的消耗,所以 A 更合理;
( 2 )红磷燃烧,产生大量白烟,待冷却至室温后,由于红磷燃烧消耗了氧气,集气瓶内压强减小,且氧气的体积分数约占空气的 1/5 ,故冷却至室温后,打开止水夹,烧杯中的水被倒吸进集气瓶,且进入水的体积约占集气瓶容积的 1/5 ,故填:红磷燃烧产生大量白烟,冷却后,打开止水夹,烧杯中的水倒流进瓶内,且进入水的体积约占瓶容积的 1/5 ;
改进实验:由图可知, C 实验是在凸透镜的聚光作用下,直接在装置内点燃红磷,这样避免了红磷在装置外被点燃,防止燃烧生成的五氧化二磷散逸到空气中,污染空气,比较环保,且该装置始终是在密封状态下进行,测定结果更准确,误差更小,故填:比较环保,测定结果更精确、误差更小;
( 1 )测定出的空气中氧气的体积分数低于 l/5 ,可能是红磷的量不足,不能将集气瓶内的氧气完全耗尽,也可能是装置漏气,瓶内空气进入,使进入水的体积偏小,导致结果偏低,也可能是未冷却至室温就打开止水夹,装置内气体受热膨胀,占据了一定的空间,使进入水的体积偏小,使结果偏小,故填:红磷量不足、装置漏气、未冷却至室温就打开止水夹等;
( 2 )由实验现象可知,红磷燃烧,消耗了氧气,氮气却剩余,说明氮气与红磷在点燃条件下不反应,且在有水的条件下,氮气仍然能够存在,没有减少,说明氮气不溶于水,也不与水反应。故填:氮气不溶于水,且不与水反应,氮气与红磷在点燃条件下不反应。
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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