15.空氣中氧氣含量測定再認(rèn)識(shí).
【你知道嗎】通過實(shí)驗(yàn)(圖1)測定了空氣組成的科學(xué)家是C.
A.門捷列夫 B.達(dá)爾文 C.拉瓦錫 D.牛頓
【實(shí)驗(yàn)回顧】實(shí)驗(yàn)室常用圖2所示的方法測定空氣中氧氣的含量,寫出紅磷燃燒的化學(xué)方程式4P+5O
2$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2P
2O
5 .為保證測定結(jié)果,實(shí)驗(yàn)中所取紅磷必須足量.
同學(xué)們發(fā)現(xiàn)利用圖2裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),在集氣瓶外點(diǎn)燃紅磷,一方面會(huì)造成空氣污染,另一方面伸進(jìn)集氣瓶速度慢了會(huì)影響測定結(jié)果.他們查閱資料發(fā)現(xiàn)白磷40℃即可燃燒,燃燒產(chǎn)物與紅磷相同,于是改進(jìn)裝置(圖3)重新探究.
【實(shí)驗(yàn)探究】先在容積為200.0mL的集氣瓶里裝進(jìn)50.0mL的水,再在量筒內(nèi)裝入100.0mL的水,然后按圖連好儀器,按下熱的玻璃棒,白磷立即被點(diǎn)燃.
(1)集氣瓶里預(yù)先裝進(jìn)的水,在實(shí)驗(yàn)過程中除了能夠加快集氣瓶冷卻,還起到吸收五氧化二磷作用.(寫出一種即可)
(2)如果白磷停止燃燒時(shí)立即記錄量筒內(nèi)剩余水的體積,則會(huì)導(dǎo)致測定結(jié)果偏。ㄌ睢捌蟆薄ⅰ捌 被颉安蛔儭保
(3)如果實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)量筒內(nèi)剩余水的體積是73.0mL,則測得的空氣中氧氣體積分?jǐn)?shù)為18%.(用百分?jǐn)?shù)表示)
【拓展延伸】圖4所示裝置可用于測定空氣中氧氣的含量,其中與集氣瓶相連的壓強(qiáng)傳感器等電子設(shè)備能將集氣瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)精確地記錄并保存下來.圖5、圖6是用該裝置測得的紅磷和木炭分別在集氣瓶中燃燒的壓強(qiáng)-時(shí)間關(guān)系圖(該裝置氣密性良好,p
0是集氣瓶內(nèi)初始?xì)鈮,p和p′分別是反應(yīng)結(jié)束后恢復(fù)到室溫時(shí)集氣瓶內(nèi)的氣壓).
(1)寫出木炭燃燒的化學(xué)方程式C+O
2$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$CO
2.該實(shí)驗(yàn)中能否利用
木炭燃燒測定空氣中氧氣含量,并說明理由不能,是因?yàn)槟咎吭诳諝庵腥紵啥趸細(xì)怏w.
(2)從微觀角度解釋圖5中反應(yīng)開始時(shí)集氣瓶中壓強(qiáng)瞬間變大的原因是反應(yīng)放熱,導(dǎo)致集氣瓶中的微粒之間的間隔變大.
【交流反思】小明提出能否用鐵絲代替上述實(shí)驗(yàn)中的紅磷測定空氣中氧氣含量,同學(xué)們一致反對,理由是鐵絲在空氣中不能燃燒.寫出鐵絲在氧氣中燃燒的化學(xué)方程式3Fe+2O
2$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$Fe
3O
4.