9.
氧气是一种重要的物质,某化学兴趣小组同学设计了多组实验装置测定空气中氧气的含量。
【常规测定】
如图所示的是小明用红磷在空气中燃烧来测定的方法。
\(\rm{(1)}\)用文字或化学式表示红磷燃烧的化学反应: ,属于 \(\rm{(}\)填“分解”或“化合”\(\rm{)}\)反应;
\(\rm{(2)}\)实验完毕,若进入集气瓶中水的体积超过集气瓶中原空气总体积的\(\rm{1/5}\),你认为导致这一结果的原因可能是\(\rm{(}\)写一条\(\rm{)}\) ;
\(\rm{(3)}\)上面的实验同时证明了氮气的化学性质有 \(\rm{(}\)任写一条\(\rm{)}\)。
【实验改进】
小华同学经过思考,没有使用止水夹,设计出了如图所示的实验装置。
实验过程:
\(\rm{(1)}\)经检查,装置的气密性良好;
\(\rm{(2)}\)在集气瓶里装进\(\rm{a}\)体积的水,燃烧匙里放一块白磷\(\rm{(40℃}\)时白磷即可燃烧\(\rm{)}\),按图示装置连接仪器,然后在酒精灯上把玻璃棒下端加热,玻璃棒的作用为 ;\(\rm{(}\)注:集气瓶内的长导管已接近瓶底\(\rm{)}\)
\(\rm{(3)}\)把预先加热过的玻璃棒按下与白磷接触,观察到白磷立即着火燃烧,现象为 \(\rm{(}\)注:白磷与红磷燃烧的产物、现象均相同\(\rm{)}\);
\(\rm{(4)}\)待集气瓶完全冷却至室温,量出集气瓶中水的体积是\(\rm{b}\),整个集气瓶的体积是\(\rm{c}\)。从白磷开始燃烧到最后熄灭的过程中,集气瓶内水面的变化现象是 ;
\(\rm{⑤}\)根据\(\rm{a}\)、\(\rm{b}\)、\(\rm{c}\)三个数据,计算出空气中氧气的体积分数\(\rm{.}\)已知\(\rm{c=60mL}\),\(\rm{a=10mL}\),\(\rm{b=19mL}\),得出结论,氧气的体积分数为 。
实验反思:
\(\rm{(1)}\)组内成员小张对“实验前集气瓶里要装进\(\rm{a}\)体积的水”非常不理解。咨询了组长小明之后,他终于明白“\(\rm{a}\)体积的水”的作用,其一是为了加快\(\rm{⑤}\)步骤中集气瓶的冷却速度;其二主要是 ;
\(\rm{(2)}\)在上述实验中,下列操作的实施和实验现象的出现,会导致实验最后产生的实际值小于理论值的是 ;
A.装置气密性不好 \(\rm{B.}\)实验前集气瓶里没有装\(\rm{a}\)体积的水
C.集气瓶没有冷却到室温 \(\rm{D.}\)用红磷代替白磷\(\rm{(}\)红磷的着火点在\(\rm{240℃}\)左右\(\rm{)}\)
【实验拓展】
\(\rm{(1)}\)小军同学对实验进行反思后,提出了改进方法\(\rm{(}\)如图所示 \(\rm{)}\),你认为改进后的优点是: ;
\(\rm{(2)}\)已知暖宝宝贴\(\rm{(}\)主要成分为铁粉,木炭,食盐\(\rm{)}\)的热量来源是铁粉的缓慢氧化,小涛同学设计使用暖宝宝贴来测定空气中氧气的含量,实验开始前的装置如图所示,实验后从量筒中流入玻璃瓶\(\rm{(}\)容积为\(\rm{250mL)}\)中的水的体积为\(\rm{45mL(}\)铁粉生锈消耗的水忽略不计\(\rm{)}\),下列说法正确的是\(\rm{(}\) \(\rm{)}\)
A.该实验原理是利用铁粉生锈消耗氧气
B.通过本次实验数据测的空气中氧气的体积分数为\(\rm{18\%}\)
C.若实验测得空气中氧气体积分数偏低,可能是暖宝宝贴的使用数量不足
D.必须等温度计的读数恢复至实验前的温度后才能记录量筒内剩余水的体积