富氧空氣是指氧氣含量高于普通空氣的氣體,常用于航天、醫(yī)療等。某化學(xué)興趣小組對富氧空氣開展相關(guān)探究,進行以下實驗。
實驗一:測定富氧空氣中氧氣的含量。
【實驗操作】
①按圖1所示組裝好實驗裝置,檢查裝置的氣密性檢查裝置的氣密性。
②用排水法收集100mL富氧空氣,并在燃燒匙內(nèi)加入足量的紅磷,塞緊瓶塞。關(guān)閉彈簧夾,往量筒內(nèi)加入適量水,讀出量筒內(nèi)水的體積為V1mL。
③引燃紅磷,待紅磷熄滅后并冷卻至溫室。
④打開彈簧夾,待右側(cè)量筒內(nèi)液面不再變化時,排出氣球中的氣體,調(diào)節(jié)兩邊液面在同一水平面上,讀出量筒內(nèi)水的體積為V2mL,通過數(shù)據(jù)處理得出“富氧空氣”中氧氣的含量。
【問題討論】
(1)請完成實驗操作①檢查裝置的氣密性檢查裝置的氣密性。
(2)實驗過程中氣球大小的變化為 先膨脹后縮小先膨脹后縮小。
(3)寫出實驗操作③中紅磷燃燒的化學(xué)方程式是 4P+5O2 點燃 2P2O54P+5O2 點燃 2P2O5。
(4)集氣瓶中水的作用為 吸收紅磷燃燒生成的五氧化二磷,防止污染空氣吸收紅磷燃燒生成的五氧化二磷,防止污染空氣。
【拓展延伸】興趣小組查閱資料得知鐵在潮濕的空氣中易生銹,其原因為鐵在氧氣和水同時存在的條件下會生成鐵銹。根據(jù)鐵生銹的原理,利用鐵粉、炭粉、氯化鈉等物質(zhì)又進行了富氧空氣中氧氣的含量測定(裝置如圖2所示),一段時間后測得的數(shù)據(jù)如下表:
點燃
點燃
實驗前的體積 | 實驗后的體積 | |
集氣瓶內(nèi)空氣 | 燒杯內(nèi)蒸餾水 | 燒杯內(nèi)剩余蒸餾水 |
131mL | 90.0mL | 38mL |
39.7%
39.7%
(結(jié)果精確0.1%)。【反思交流】銅也能在氧氣、水、二氧化碳同時存在的條件下,經(jīng)過充分反應(yīng)而銹蝕,生成銅綠,其主要成分Cu2(OH)2CO3,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2Cu+O2+H2O+CO2═Cu2(OH)2CO3,若將圖3裝置中的粗鐵絲換成足量的銅絲進行實驗,請判斷能否比較準確地測定空氣中氧氣的含量,并說明理由
否,銅生銹需要二氧化碳,而空氣中二氧化碳僅為空氣體積的0.03%,則銅的銹蝕不能將裝置內(nèi)的氧氣耗盡
否,銅生銹需要二氧化碳,而空氣中二氧化碳僅為空氣體積的0.03%,則銅的銹蝕不能將裝置內(nèi)的氧氣耗盡
。實驗二:研究富氧空氣的應(yīng)用。
【進行實驗】該興趣小組同學(xué)將重油、褐煤在氧氣含量不同的富氧空氣中燃燒,并對燃燒產(chǎn)生的溫度和煙氣量(廢氣中有害物質(zhì)的總量)進行了測定,得到的相關(guān)數(shù)據(jù)如圖4、圖5所示:
【實驗分析】
(1)結(jié)合圖4,說出空氣中氧氣含量與燃燒產(chǎn)生的溫度的關(guān)系:
氧氣含量越高,燃燒產(chǎn)生的溫度越高
氧氣含量越高,燃燒產(chǎn)生的溫度越高
。(2)結(jié)合圖5,寫出減少重油、褐煤燃燒時尾氣污染的措施:
使燃料在氧氣含量較高的環(huán)境中進行
使燃料在氧氣含量較高的環(huán)境中進行
。【考點】測定空氣里氧氣含量的探究.
【答案】檢查裝置的氣密性;檢查裝置的氣密性;先膨脹后縮??;4P+5O2 2P2O5;吸收紅磷燃燒生成的五氧化二磷,防止污染空氣;39.7%;否,銅生銹需要二氧化碳,而空氣中二氧化碳僅為空氣體積的0.03%,則銅的銹蝕不能將裝置內(nèi)的氧氣耗盡;氧氣含量越高,燃燒產(chǎn)生的溫度越高;使燃料在氧氣含量較高的環(huán)境中進行
點燃
【解答】
【點評】
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1.如圖1是某化學(xué)興趣小組利用氣壓傳感器測定紅磷燃燒時集氣瓶內(nèi)氣壓變化的實驗裝置。圖2是集氣瓶內(nèi)氣壓隨時間的變化情況。下列說法不正確的是( ?。?br />
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2.某校研究性學(xué)習(xí)小組用如圖所示裝置進行鎂條在空氣中燃燒的實驗。待鎂條完全燃燒并冷卻后打開彈簧夾,進入集氣瓶中水的體積約占集氣瓶容積的70%。
(1)圖中A儀器的名稱是
(2)如果鎂條只和空氣中的氧氣反應(yīng),則進入集氣瓶中水的體積最多不超過其容積的
【發(fā)現(xiàn)問題】氮氣是如何減少的?
【做出猜想】
【查閱資料】鎂條在氮氣中能燃燒,產(chǎn)物為氮化鎂(Mg3N2)固體。氮化化鎂中氮的化合價是C+2MgO,該反應(yīng)所的基本反應(yīng)類型是點燃
(3)通過以上探究,你對燃燒的有關(guān)知識有了哪些新的認識?(寫出一條即可)
(4)24g鎂在二氧化碳中燃燒可生成多少克氧化鎂?發(fā)布:2024/11/18 8:0:1組卷:13引用:1難度:0.5 -
3.測定空氣里氧氣的含量,甲、乙、丙三個同學(xué)用如圖所示的裝置分別進行了實驗探究。
(1)實驗時,取下橡膠塞,點燃紅磷后迅速伸入集氣瓶中并旋緊橡膠塞,這時看到的現(xiàn)象是
(2)甲同學(xué):用足量的木炭代替紅磷做測定空氣中氧氣含量的實驗,結(jié)果實驗失敗了,請你幫助他分析失敗的原因:
(3)乙同學(xué):想用鎂條來代替紅磷做實驗,老師告訴他這種方法不是較好的方法,因為鎂條在空氣中燃燒非常劇烈,鎂既可以和氧氣反應(yīng),也可以和氮氣反應(yīng)生成氮化鎂。請寫出鎂和氮氣反應(yīng)生成氮化鎂的文字表達式:
(4)丙同學(xué):打算用鐵絲替代紅磷,實驗?zāi)芊癯晒??請說明理由。
(5)燃燒后,集氣瓶內(nèi)剩余的氣體主要是氮氣,請結(jié)合本實驗推測氮氣的物理性質(zhì)是發(fā)布:2024/11/7 8:0:2組卷:19引用:1難度:0.5