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【题目】空气中氧气含量测定的再认识。

【经典赏析】拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分(装置如图1),通过该实验拉瓦锡得出了空气是由氧气和____________(填物质名称)组成的,其中氧气约占空气总体积的1/5。

【实验回顾】

(1)实验室常用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的含量(装置如图2),兴趣小组用该方法测出的氧气含量常常远低于1/5。其原因可能是:装置漏气;红磷量不足,装置内氧气有剩余;______

(2)由于红磷在空气中点燃后才放入集气瓶内,实验缺陷:①测定结果不准确;②___________

【提出问题】能否设计一套实验装置以解决上述缺陷?

【实验改进】

改进一:兴趣小组同学,设计了如图3所示装置:用一个100mL量筒倒扣在水中,使量筒内外液面均位于40mL处,量筒内浮着一个贴有银片的小木块,银片上放有足量白磷,将整套装置置于垫有________(填仪器名称)的铁架台的铁圈上加热。一会儿,白磷发生燃烧,量筒内液面上升,向烧杯内加水直至量筒内外液面相平,读出此时液面所对刻度。

(3)放白磷的平板用银做的原因是:银的___________(填物理性质)性好,易将白磷温度升高,且化学性质稳定;

(4)最终,液面大约位于量筒刻度_____mL处;白磷燃烧的文字表达式为___________

改进二:兴趣小组同学又进行了大胆改进,设计图4(选用容积为40mL的的试管作反应容器,注射器活塞初始位置为20mL处,注射器空间为20mL,活塞与内壁摩擦力及连接管空间容积忽略不计)实验方案进行,收到了良好的效果。

(5)兴趣小组同学装配好图4装置,确认气密性良好后,将弹簧夹松开,直接给足量的红磷加热,红磷燃烧后,一开始活塞的运动方向为__________,反应完全并冷却后,注射器活塞最终将停留在约为_____mL(填整数)刻度处。

【交流反思】

(6)对照图2,改进后的实验装置有何优点__________(答一点即可)。

【答案】 氮气 未等冷却就打开弹簧夹 污染空气 (合理答案皆可) 石棉网 导热 32 +氧气 五氧化二磷或磷+氧气 五氧化二磷 减少实验误差 向右移动 8

【解析】根据所学知识和题中信息知,【经典赏析】拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分,得出了空气是由氧气和氮气组成的,其中氧气约占空气总体积的1/5。【实验回顾】(1) 兴趣小组用该方法测出的氧气含量常常远低于1/5。其原因可能是:装置漏气;红磷量不足,装置内氧气有剩余;未等冷却就打开弹簧夹。(2)由于红磷在空气中点燃后才放入集气瓶内,实验缺陷:①测定结果不准确;②污染空气等。【提出问题】设计一套实验装置以解决上述缺陷。【实验改进】改进一:整套装置置于垫有石棉网的铁架台的铁圈上加热,烧杯加热必须垫上石棉网,否则易破裂。(3)放白磷的平板用银做的原因是:银的导热性好,易将白磷温度升高,且化学性质稳定;(4)最终,液面大约位于量筒刻度40mL-8 mL=32 mL.处;白磷燃烧的文字表达式为∶磷+氧气 五氧化二磷或磷+氧气 五氧化二磷。改进二:(5)兴趣小组同学装配好图4装置,直接给足量的红磷加热,红磷燃烧后,一开始活塞的运动方向为向右移动,反应完全并冷却后,注射器活塞最终将停留在约为40mL﹣320mL=8 mL刻度处。. (6)对照图2,改进后的实验装置有何优点∶减少实验误差

点睛∶这是一个测定空气中氧气含量的实验,实验成功的关键要注意∶装置不能漏气;红磷必须过量,红磷点燃后迅速放入集气瓶内,等冷却后再打开弹簧夹,正确读数。

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