【題目】空氣中氧氣含量測定的再認識。

(實驗回顧)如圖是實驗室用紅磷燃燒來粗略測定空氣中氧氣含量的裝置。

(1)寫出紅磷燃燒的化學方程式_______________。

(2)實驗原理:由于紅磷燃燒消耗空氣中的氧氣,使瓶內(nèi)___________減小,燒杯中水倒吸到集氣瓶。若裝置的氣密性良好,操作規(guī)范,用量筒測量進入瓶中水的體積,能粗略測得空氣中氧氣的含量。

(3)進行實驗時,瓶塞塞得太慢會導致實驗測得結果_________1/5(大于或小于)。

(問題提出)有實驗資料表明:燃燒過程中當氧氣體積分數(shù)低于7% 時,紅磷就無法繼續(xù)燃燒,因此通過上述實驗,測置結果與理論值誤差較大。

(實驗改進)

Ⅰ. 根據(jù)鐵在空氣中生銹的原理:鐵與空氣中的氧氣、水蒸氣等發(fā)生復雜的化學反應,設計如圖實驗裝置,再次測定空氣中氧氣含量。裝置中飽和食鹽水、活性炭會加速鐵生銹。

Ⅱ.測得實驗數(shù)據(jù)如下表

(交流表達)

(1)鐵生銹過程發(fā)生復雜的化學反應,首先是鐵與氧氣、水反應生成氫氧化亞鐵[Fe(OH)2],鐵生銹是屬于__________反應(劇烈氧化或緩慢氧化),寫出該反應的化學方程式__________。

(2)根據(jù)表4數(shù)據(jù)計算,改進實驗后測得的空氣中氧氣的體積分數(shù)是______(計算結果精確到0.1%)。

(3)從實驗原理角度分析,改進后的實驗結果比前者準確度更髙的原因是:

______________;

_____________

【答案】4P+5O22P2O5 氣壓 大于 緩慢氧化 2Fe + 2H2O + O2 = 2Fe(OH)2 20.2% 鐵的緩慢氧化使集氣瓶中的氧氣消耗更徹底,使實驗結果更準確 測量時考慮到導管容積和扣除內(nèi)容物后的集氣瓶容積,使實驗結果更準確

【解析】

[實驗回顧]1)磷與氧氣在點燃的條件下反應生成五氧化二磷;化學方程式為:4P+5O22P2O5;

2)紅磷燃燒消耗了裝置內(nèi)的氧氣,造成裝置內(nèi)的氣壓減小;

3)紅磷點燃后伸入集氣瓶的速度太慢,會導致集氣瓶中的空氣受熱逸出,導致實驗結果偏大;

[交流表達]1)鐵與氧氣、水反應生成氫氧化亞鐵[FeOH2],化學方程式為:2Fe+2H2O+O2=2FeOH2;該反應進行的非常緩慢,甚至不易覺察,屬于緩慢氧化;

2)根據(jù)反應前后燒杯內(nèi)水的體積變化可以看出,消耗的氧氣的體積是:80-54.5=25.5mL,故氧氣的體積分數(shù)為:×100%=20.2%;

3)使用鐵的緩慢氧化消耗氧氣,使氧氣消耗的更為徹底,實驗結果更準確,測量時考慮導管容積和扣除內(nèi)容物后的集氣瓶的體積,使實驗結果更為準確,故填:鐵的緩慢氧化使集氣瓶中的氧氣消耗更為徹底,使實驗結果更準確;測量時考慮到導管容積和扣除內(nèi)容物后的集氣瓶容積,使實驗結果更準確。

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b:在A、D試管中分別加入2 mL濃氨水,立即用帶橡皮塞的導管按實驗圖Ⅱ連接好,并將D試管放置在盛有熱水的燒杯中,觀察幾分鐘。

分析討論:

(1)E試管中放有酚酞溶液的目的是 __________________。

(2)進行操作b時觀察到的現(xiàn)象是 ___________________。

(3)由此可以得到的實驗結論是①________________;②_________________。

(4)對比改進前的實驗,改進后的實驗的優(yōu)點是 ___________________。

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__________________

__________________

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序號

加入稀鹽酸的質(zhì)量(g)

剩余固體的質(zhì)量(g)

1

10

5.5

2

10

3

3

10

1.2

4

10

1.2

(1)樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)___________________

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