问题 问答题

下面几位同学是测量空气中氧气体积含量的四个实验,请你参与他们的实验探究:

[实验一]小强采用A图所示的装置进行实验:在由两个注射器组成的密闭系统中留有25mL空气,给装有细铜丝的玻璃管加热,同时缓慢推拉两个注射器活塞,至玻璃管内的铜丝在较长时间内无进一步变化时停止加热,待冷却至室温,将气体全部推至一个注射器内,观察密闭系统内空气体积变化.

(1)在实验加热过程中,交替缓慢推动两个注射器活塞的目的是______.

(2)该反应的化学反应表达式______,铜丝表面的变化是______.

(3)小强测得实验结果如下:

反应前注射器内气体总体积反应后注射器内气体总体积
25mL22mL
由此数据可以推算出他测定的空气中氧气的体积分数______2l%(填“>”、“=”、“<”).造成该实验出现误差的原因可能是______.(填序号,)

①没有交替缓缓推动两个注射器活塞;

②读数时没有冷却至室温;

③加入铜丝量太少;

[实验二]:小红采用B图所示的装置进行实验:实验过程如下:

第一步:将集气瓶容积划分为五等份,并做好标记.

第二步:用放大镜点燃燃烧匙内的红磷.

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.

请回答下列问题:

(1)集气瓶中剩余的气体主要是______,根据实验推断它的性质有______.

(2)实验完毕,若进入集气瓶中水的体积小于总容积的

1
5
,其原因可能是______,若进入集气瓶中水的体积大于总容积的
1
5
,其原因可能是______.

(3)红磷燃烧的现象是______,化学反应表达式为______.

[实验三]小华同学打算采用C图所示的装置进行实验:设计如下方案:选用实际容积为25mL的试管作为反应容器,将过量的白磷放入试管,用橡皮塞塞紧试管,通过导管与注射器(注射器的容积为40ml,且润滑性很好)相连,注射器的前沿停在20ml刻度处.(假设此实验能够按照小华的设想正常进行,白磷所占体积与导管内的气体体积忽略不计,且两个容器间的导管足够粗,保持空气正常流动.)请回答下列问题:

(1)实验前,打开弹簧夹,将注射器活塞前沿从20mL刻度处推至15mL刻度处,然后松开手,若活塞仍能返回至20mL刻度处,则说明______;

(2)若先夹紧弹簧夹,用酒精灯加热白磷,燃烧结束,试管冷却后,再松开弹簧夹.可观察到的现象为:______;

(3)若不使用弹簧夹,用酒精灯加热白磷,燃烧结束,试管冷却.在实验的过程中观察到的现象为______,______,______.

(4)若按小华的设想进行实验,实际可能遇到诸多问题而发生危险,造成实验失败.例如:______.

[实验四]小明用图D装置进行镁条在空气中燃烧的实验,燃烧、冷却后打开止水夹,进入集气瓶中水的体积约占集气瓶体积的70%.

(1)如图A仪器的名称是______,

镁带燃烧的反应表达式为______、冷却后打开止水夹,水能进入集气瓶的原因是______.

(2)如果镁条只和空气中的氧气反应,则进入集气瓶中水的体积最多不超过其容积的______%.现进入集气瓶中水的体积约为其容积的70%,根据空气的组成可推出减少的气体中有______.

答案

实验一:交替缓慢推动两个注射器活塞的目的是:使空气中的氧气充分反应;铜和氧气在加热的条件下生成氧化铜;现象是红色变黑色;小强测得实验结果:25mL-22mL=3mL,由此数据可以推算出他测定的空气中氧气的体积分数小于21%;造成该实验出现误差的原因可能是:加入铜丝量太少.故答案为:(1)使空气中的氧气充分反应;(2)Cu+O2

加热
CuO;红色变黑色;(3)<;③;

实验二:本实验也体现了氮气难溶于水,既不能燃烧,也不能支持燃烧的性质;进入集气瓶中水的体积小于五分之一,有可能有以下几点:装置漏气、红磷的量不足、没有冷却就读数;如果进入集气瓶中水的体积大于五分之一,就说明操作太慢,致使装置内的部分空气逸散出来.磷和氧气在点燃的条件下生成五氧化二磷,燃烧的现象是:发出黄光,放出热量,冒出大量的白烟.故答案为:(1)氮气;难溶于水,既不能燃烧,也不能支持燃烧;(2)装置漏气、红磷的量不足;装置内的部分空气逸散出来,就会导致进入集气瓶中水体积大于五分之一;(3)发出黄光,放出热量,冒出大量的白烟;P+O2

点燃
P2O5

实验三:将注射器活塞前沿从20mL刻度处推至15mL刻度处,然后松开手,若活塞仍能返回至20mL刻度处,则说明装置严密;若先夹紧弹簧夹,用酒精灯加热白磷,燃烧结束,试管冷却后,再松开弹簧夹.可观察到的现象为:注射器活塞在11mL刻度处;若不使用弹簧夹,在实验的过程中观察到的现象为:有大量的白烟冒出;注射器活塞先向右移动;试管冷却后,注射器活塞最后向左移动.试管受热不均匀而炸裂等,会造成实验失败.故答案为:(1)气密性良好;(2)注射器活塞在11mL刻度处;(3)有大量的白烟冒出;注射器活塞先向右移动;试管冷却后,注射器活塞最后向左移动;(4)试管受热不均匀而炸裂等;

实验四:烧杯可以盛放较多量的液体药品:镁和氧气在点燃的条件下生成氧化镁;冷却后打开止水夹,水能进入集气瓶的原因是:镁与氧气反应,集气瓶内压强减少,内外产生压强差;如果镁条只和空气中的氧气反应,则进入集气瓶中水的体积最多不超过其容积的21%;现进入集气瓶中水的体积约为其容积的70%,根据空气的组成可推出减少的气体中有氮气;故答案为:(1)烧杯;Mg+O2

点燃
MgO;镁与氧气反应,集气瓶内压强减少,内外产生压强差;(2)21;氮气;

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