18.
(一)為驗證空氣中氧氣的體積分數(shù),小明同學按照課本中圖甲所示的裝置進行了第一次實驗.
(1)集氣瓶中紅磷燃燒反應(yīng)的字母表達式是4P+5O
2$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P
2O
5;
(2)集氣瓶底水的作用是降溫、吸收五氧化二磷,防止污染空氣;
(3)測得結(jié)果大于$\frac{1}{5}$,原因可能是向瓶口塞入膠塞過慢.
(二)小明按圖甲所示的裝置又進行了多次實驗,發(fā)現(xiàn)每次測得的氧氣體積分數(shù)總是遠小于21%,他認為誤差主要由實驗裝置造成,于是改用圖乙裝置進行實驗,步驟如下:①連接裝置并檢查氣密性.②在量筒內(nèi)加入100毫升的水.③在廣口瓶中加入少量水,使瓶內(nèi)空氣體積為250毫升.④在燃燒匙內(nèi)放入過量的紅磷,塞緊瓶塞,關(guān)閉止水夾,接通電源使電烙鐵發(fā)熱,點燃紅磷后,斷開電源.⑤燃燒結(jié)束并充分冷卻后,打開止水夾,待量筒內(nèi)水面不再下降時,記錄量筒內(nèi)水的體積為60毫升.
(4)在步驟⑤中等集氣瓶冷卻至室溫后才打開止水夾,這樣操作的原因是使測量結(jié)果更準確.
(5)小明按如甲裝置進行實驗時,寫出檢查裝置的氣密性的方法將導管一端插入水中,用手緊握廣口瓶外壁,觀察水中的導管口是否有氣泡冒出,如果有氣泡冒出,說明裝置氣密性好.
(6)與裝置甲相比,裝置乙中使用電烙鐵可以減小實驗誤差,其原因是:改進后的裝置無需打開瓶塞點燃紅磷,避免瓶內(nèi)空氣外逸而而造成實驗誤差.
(7)根據(jù)本實驗數(shù)據(jù),計算出空氣中氧氣的體積分數(shù)為16%.
小明發(fā)現(xiàn),測量結(jié)果與真實值仍有較大差距,查閱資料發(fā)現(xiàn),引起本實驗的誤差除裝置外,還與可燃物的性質(zhì)有關(guān).
(8)上圖兩個裝置的實驗原理是磷消耗氧氣,裝置內(nèi)氣壓變。
(三)小強同學按照圖1所示裝置測定空氣中氧氣的含量,其中與集氣瓶相連的壓強傳感器等電子設(shè)備將集氣瓶內(nèi)氣體壓強精確地記錄并保存下來,圖2、圖3是用該裝置測得的紅磷和木炭分別在集氣瓶中燃燒的壓強-時間關(guān)系圖(該裝置氣密性良好,p
0是集氣瓶內(nèi)初始氣壓,p和p′分別是反應(yīng)結(jié)束后恢復到室溫時集氣瓶內(nèi)的氣壓).下列說法正確的是BC.
A.燃燒匙內(nèi)所裝紅磷或木炭的多少對實驗結(jié)果無影響
B.反應(yīng)開始時集氣瓶中壓強瞬間變大的是由燃燒放熱造成的
C.p=0.79p
0,p′=p
0是因為紅磷比木炭消耗的氧氣多
D.由圖3可推出空氣中氧氣的含量.