課本上測量空氣中氧氣體積分數(shù)的實驗裝置如圖甲所示,其采用的是紅磷燃燒的方法,請寫出該反應的文字表達式 紅磷+氧氣點燃五氧化二磷紅磷+氧氣點燃五氧化二磷,燃燒時的現(xiàn)象主要有 紅磷燃燒,發(fā)出黃光,產(chǎn)生濃厚的白煙,放熱紅磷燃燒,發(fā)出黃光,產(chǎn)生濃厚的白煙,放熱。但是該實驗存在不少的缺點,如污染環(huán)境、誤差大等。在老師指導下,我?;瘜W興趣小組決定利用以鐵粉和氯化鈉為主要成分的脫氧劑測量空氣中氧氣的體積分數(shù)。
【實驗原理】鐵生銹消耗氧氣,生成固體鐵銹;氯化鈉可以加快鐵銹蝕的速率。
【實驗過程】
![](http://img.jyeoo.net/quiz/images/202109/234/9d7c6aec.png)
(1)取一個集氣瓶,其實際容積是150mL,在其內(nèi)部先加入25mL的水;再取一個量筒,內(nèi)盛100mL的水。
(2)室溫時,按如圖乙所示進行組裝,在檢查裝置氣密性良好的情況下將足量的脫氧劑利用薄且透氣的無紡布袋包懸吊在橡皮塞反面。一會兒觀察到量筒內(nèi)的現(xiàn)象為 量筒內(nèi)液面下降(或量筒內(nèi)的導管中水倒吸)量筒內(nèi)液面下降(或量筒內(nèi)的導管中水倒吸),這是因為 集氣瓶內(nèi)的氣壓小于外界大氣壓集氣瓶內(nèi)的氣壓小于外界大氣壓。
(3)當量筒內(nèi)水面高度不再變化且溫度恢復至室溫時,讀出水面在75mL刻度處。
【實驗結(jié)果】由上述實驗數(shù)據(jù)可以算出,空氣中氧氣的體積分數(shù)是 2020%。(無紡布包的體積忽略不計)
【拓展探究】
(4)小強同學進行如下實驗:取相對足量的鐵釘用砂紙打磨,稱其質(zhì)量,按如圖丙裝置,放置3天,再取出鐵釘稱量(鐵釘生銹后固體質(zhì)量會增大)。
根據(jù)表的設(shè)計重復上述實驗,得到鐵釘質(zhì)量增加情況如表。
點燃
點燃
溫度/℃ | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 |
鐵釘質(zhì)量增加/g | 0.02 | 0.04 | 0.08 | 0.16 | 0.18 | 0.18 | 0.18 |
溫度
溫度
因素對鐵釘腐蝕快慢的影響,結(jié)論是 在其他因素相同的情況下,溫度越高鐵釘腐蝕越快
在其他因素相同的情況下,溫度越高鐵釘腐蝕越快
。(5)有同學認為小強的實驗未能真實反映50℃以后鐵釘腐蝕的快慢,理由是50℃以后鐵釘質(zhì)量沒有變化。請分析鐵釘質(zhì)量沒有變化的原因:
50℃以后試管中的氧氣已耗盡
50℃以后試管中的氧氣已耗盡
;改進實驗方案證明你的分析:用容積較大的容器代替丙圖中的試管,分別在50℃、60、℃70℃重復上述實驗(合理即可)
用容積較大的容器代替丙圖中的試管,分別在50℃、60、℃70℃重復上述實驗(合理即可)
。【考點】測定空氣里氧氣含量的探究;金屬銹蝕的條件及其防護.
【答案】紅磷+氧氣五氧化二磷;紅磷燃燒,發(fā)出黃光,產(chǎn)生濃厚的白煙,放熱;量筒內(nèi)液面下降(或量筒內(nèi)的導管中水倒吸);集氣瓶內(nèi)的氣壓小于外界大氣壓;20;溫度;在其他因素相同的情況下,溫度越高鐵釘腐蝕越快;50℃以后試管中的氧氣已耗盡;用容積較大的容器代替丙圖中的試管,分別在50℃、60、℃70℃重復上述實驗(合理即可)
點燃
【解答】
【點評】
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