為提高測定空氣中氧氣含量實驗的精確度,科學(xué)興趣小組對課本實驗進行了創(chuàng)新改進。
【實驗步驟】
①取一根玻璃管,用橡膠塞將一端密封;
②將食品脫氧劑粉末迅速裝入玻璃管,立即向管口注入一滴水將玻璃管密封,水滴的下端標為A,彈動玻璃管使脫氧劑粉末分布均勻且緊密,脫氧劑的上端標為O,如圖甲所示;
③水平滾動玻璃管,使食品脫氧劑粉末平鋪在玻璃管中,靜置至水滴不再移動時,水滴的右端標為B,如圖乙所示;
④用刻度尺測量出AO段和AB段的長度,并計算出AB與AO的比值,將數(shù)據(jù)記錄在表格中;
⑤洗滌、干燥實驗裝置,重復(fù)上述實驗。
實驗次數(shù) |
AO/mm |
AB/mm |
AB/AO |
1 |
523.5 |
109.5 |
0.2092 |
2 |
525.5 |
110.0 |
0.2093 |
3 |
527.0 |
110.5 |
0.2097 |
【得出結(jié)論】
(1)若把AO看作空氣的體積,則AB相當(dāng)于
氧氣的體積
氧氣的體積
。根據(jù)表格中的實驗數(shù)據(jù),可知空氣中氧氣含量為
20.94%
20.94%
(用百分數(shù)表示,結(jié)果精確到0.01%)。
【思考討論】
(2)實驗步驟③中,將食品脫氧劑粉末平鋪在玻璃管中的目的是
增大食品脫氧劑和氧氣的接觸面積,反應(yīng)更快、更充分
增大食品脫氧劑和氧氣的接觸面積,反應(yīng)更快、更充分
。
(3)步驟③中水滴向右移動的原因是
氧氣消耗,氣壓減小,在外界大氣壓作用下,水滴向右移動
氧氣消耗,氣壓減小,在外界大氣壓作用下,水滴向右移動
。
(4)如果測量結(jié)果偏小,可能原因是
abd
abd
(填序號)。
a.食品脫氧劑已變質(zhì)
b.食品脫氧劑量不足
c.第②步脫氧劑粉末分布不緊密
d.第③步未等水滴靜止就測量
【反思評價】
(5)改進后的實驗與原實驗相比的優(yōu)點是
實驗結(jié)果更準確或更環(huán)保
實驗結(jié)果更準確或更環(huán)保
(任寫一條)。
(6)根據(jù)實驗原理,在方便操作的前提下實驗中使用的玻璃管越
細
細
(選填“粗”或“細”)實驗結(jié)果越準確。
老師利用圖甲裝置測定空氣中氧氣的含量并結(jié)合現(xiàn)代傳感器技術(shù),測得過程中容器內(nèi)氣體壓強、溫度、氧氣濃度的變化趨勢如圖乙所示。
(7)紅磷在氧氣中燃燒的反應(yīng)表達式為
。
(8)該同學(xué)測得空氣中氧氣的體積分數(shù)為19%,與理論值21%相比較,產(chǎn)生誤差的原因很可能是
紅磷不足、裝置漏氣、沒有冷卻至室溫就打開止水夾等
紅磷不足、裝置漏氣、沒有冷卻至室溫就打開止水夾等
(導(dǎo)管的體積可忽略不計)。
(9)結(jié)合曲線,解釋AB段氣體壓強變化的原因是
紅磷燃燒放熱導(dǎo)致氣壓增大幅度大于氧氣減少導(dǎo)致氣壓減小幅度
紅磷燃燒放熱導(dǎo)致氣壓增大幅度大于氧氣減少導(dǎo)致氣壓減小幅度
。
(10)反思應(yīng)用:圖丙實驗與圖甲實驗相比,優(yōu)點是
實驗結(jié)果更準確或更環(huán)保
實驗結(jié)果更準確或更環(huán)保
(寫一點)。
【答案】氧氣的體積;20.94%;增大食品脫氧劑和氧氣的接觸面積,反應(yīng)更快、更充分;氧氣消耗,氣壓減小,在外界大氣壓作用下,水滴向右移動;abd;實驗結(jié)果更準確或更環(huán)保;細;紅磷+氧氣
五氧化二磷或P+O
2P
2O
5;紅磷不足、裝置漏氣、沒有冷卻至室溫就打開止水夾等;紅磷燃燒放熱導(dǎo)致氣壓增大幅度大于氧氣減少導(dǎo)致氣壓減小幅度;實驗結(jié)果更準確或更環(huán)保