如图 A 所示是用红磷在空气中燃烧的方法测定空气中氧气含量。(在集气瓶中装入少许水,会使生成的五氧化二磷烟状物迅速溶解)。
( 1 )实验原理:
①磷在空气中燃烧反应的化学方程式 __________________ 。
②密闭的装置内,由于 __________ 被消耗,生成固体物质,该装置内气体压强 ___________ 。
( 2 )实验探究:
第一步:集气瓶装入少许水,然后将集气瓶空的容积划分为五等份,并做好标记。
第二步:点燃燃烧匙内的红磷,伸入集气瓶中并把塞子塞紧。
第三步:待红磷熄灭并冷却后,打开弹簧夹,发现水被吸入集气瓶中,进入集气瓶中水的体积约为集气瓶总容积的 1/5 。
( 3 )实验结论: ①空气中氧气约占空气总体积的 ________ 。
②该实验证明了氧气具有 _____ 的性质;同时也证明了氮气有哪些性质? __________ (写一点)
( 4 )反思与评价: ①实验完毕,若进入集气瓶中水的体积不到总容积的 ,你认为导致这一结果的原因可能是 ______________ 。(讲一点)
②某同学对实验进行反思后,提出了改进方法(如图 B 所示),你认为改进后的优点是: ___________________ 。
( 5 )拓展迁移:
已知:镁在氧气中燃烧生成氧化镁,镁在氮气中燃烧生成氮化镁(固体),能否用镁代替红磷测定空气中氧气的含量?并简要说明理由.答: _____ (填 “能”或“不能”),理由 ____________ 。
4P+5O 2 2P 2 O 5 氧气 变小 助燃 不能燃烧也不支持燃烧 装置漏气等 装置始终密闭,空气没有逸出,实验结果准确 不能 镁除了能和氧气反应外,还能和氮气反应,这样会导致气体减少超过 ,水面上升超过 ,不能确定氧气的含量
【详解】
( 1 ) ①红磷在空气中燃烧生成五氧化二磷,化学方程式为: 4P+5O 2 2P 2 O 5 ; ②集气瓶中磷在燃烧时会消掉空气中的氧气,从而导致容器内压强会变小。故填: 4P+5O 2 2P 2 O 5 氧气 变小;
( 3 ) ①红磷燃烧消耗氧气使集气瓶内压强降低,火焰熄灭并冷却后,打开弹簧夹,水被倒吸入集气瓶中,约占集气瓶总容积的 ,说明氧气约占空气总体积的 ; ②磷能在氧气中燃烧,说明氧气能够支持燃烧,而反应后的剩余气体主要是氮气,不能使红磷继续燃烧,说明氮气不能燃烧也不支持燃烧的性质。故填: 助燃 不能燃烧也不支持燃烧
( 4 ) ①实验完毕,进入集气瓶中水的体积不到总容积的 ,燃烧过程中气体减少不足 ,可能的原因有装置漏气或红磷量不足等; ②用图 B 装置改进后,通过聚太阳光引燃红磷,避免了打开瓶塞漏气而能保持装置始终密封,减少了操作中人为因素造成的偏差,可以得到更准确的实验结果。故填:装置漏气或红磷量不足等 装置始终密闭、空气没有逸出、实验结果准确等;
( 5 )镁在空气中燃烧不仅会和氧气反应,还会和氮气反应,导致消耗气体的量超过 ,集气瓶内水面上升超过 1/5 ,不能准确确定氧气在空气中的含量。故填:不能 镁除了能和氧气反应外,还能和氮气反应,这样会导致气体减少超过 ,水面上升超过 ,不能确定氧气的含量。
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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