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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。
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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
2P2O5
4P+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:
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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
根據(jù)表中數(shù)據(jù)計算,圖2裝置測得的富氧空氣中氧氣的體積分數(shù)是
39.7%
39.7%
(結(jié)果精確0.1%)。
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【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:
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【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
。

【答案】檢查裝置的氣密性;檢查裝置的氣密性;先膨脹后縮小;4P+5O2
點燃
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
【解答】
【點評】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/10/11 19:0:6組卷:219引用:2難度:0.5
相似題
  • 1.空氣中氧氣含量測定的再認識。
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    【實驗回顧】實驗室常用紅磷燃燒的方法測定空氣中氧氣的含量(裝置如圖1),寫出測定紅磷燃燒的符號表達式 (1)
     
    。如果紅磷不足,會導(dǎo)致的空氣中氧氣含量結(jié)果(2)
     
    (填“偏大”、“偏小”或“不變”)。
    【原理應(yīng)用】興趣小組同學(xué)用家用制氧機(如圖2)制取并收集了一袋氣體,帶到實驗室對其進行研究。家用制氧機的工作原理是用分子篩分離空氣獲得氧氣,分子篩是一種內(nèi)部分布有均勻微小孔徑的固體,通過特制的分子篩把空氣中的氧分子吸入孔穴而與其它分子分離,該變化屬于 (3)
     
    (填“物理”或“化學(xué)”)變化。該方法制得的氧氣濃度如何?興趣小組同學(xué)設(shè)計了如圖3所示裝置來測定氧氣的含量。請將下列實驗步驟補充完整:
    ①先檢查裝置 (4)
     
    。②加入藥品,將裝置連接固定。③打開止水夾a和b,向裝滿水的A中緩慢鼓入一定量氣體,露出白磷后,關(guān)閉止水夾a和b,此時,A中水進入到B中,測得B中水的體積為V1mL。④用凸透鏡聚光引燃白磷,白磷燃燒,產(chǎn)生大量白煙。⑤待白磷熄滅并冷卻到室溫,打開止水夾b。B中水倒吸進入到A中,測得量筒中的體積變?yōu)閂2mL,⑥計算小組同學(xué)所帶氣體中氧氣的體積分數(shù)。
    (5)下列有關(guān)這個實驗的說法中,不正確的有
     

    A.步驟③中,仰視量筒讀數(shù)會使測得的V1數(shù)值偏低
    B.步驟④中,白磷燃燒時要保持關(guān)閉止水夾a和b
    C.步驟⑤中,未冷卻至室溫會使測得的小組同學(xué)所帶氣體中氧氣的含量偏高
    D.與圖1相比,圖3裝置的優(yōu)點有:誤差減少和污染減少
    (6)經(jīng)測定V1=XmL;V2=YmL,則小組同學(xué)所帶氣體中氧氣的體積分數(shù)為
     
    (用X、Y表示)。

    發(fā)布:2024/10/24 8:0:1組卷:21引用:1難度:0.4
  • 2.下面是測量空氣中氧氣體積含量的實驗:
    Ⅰ.實驗小組按A裝置進行實驗,事先在集氣瓶中裝水的原因
     
    (任寫一點);其所加氣球的作用是
     
    ;在整個實驗過程中,可觀察到氣球的氣壓變化
     
    ;實驗結(jié)束后,發(fā)現(xiàn)進入集氣瓶中水的體積超過總體積的
    1
    5
    ,你認為導(dǎo)致這一結(jié)果的原因可能是
     
    。
    A.實驗前未將橡膠管夾緊  B.實驗前導(dǎo)管中未加滿水
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    C.紅磷過量 D.氧氣未消耗完 E.點燃的紅磷伸入集氣瓶速度過慢,使空氣膨脹逸出
    Ⅱ.實驗A測得結(jié)果不夠準確,實驗小組進行反思。該小組通過查閱資料,選定白磷(與紅磷一樣是一種磷的單質(zhì),燃燒產(chǎn)物也相同)在如圖B所示裝置中測量空氣中氧氣體積分數(shù)并取得成功。
    [查閱資料]白磷著火燃燒的溫度為40℃。
    [提出問題]氧氣體積約占空氣總體積的多少?
    [實驗準備]錐形瓶內(nèi)空氣體積為230mL,注射器中水的體積為50mL,該裝置氣密性良好。
    [實驗探究]裝入藥品,按圖所示連接好儀器,夾緊彈簧夾。先將錐形瓶底部放入熱水中,白磷很快被引燃,然后將錐形瓶從熱水中取出。
    [現(xiàn)象分析]
    (1)將錐形瓶底部放入熱水中,目的是
     
    ,足量的白磷在錐形瓶中未能全部燃燒,說明瓶內(nèi)剩余氣體
     
    燃燒(填“支持”或“不支持”),瓶內(nèi)剩余氣體
     
    的氮氣(填“純凈”或“不純凈”)。
    (2)寫出白磷在空氣中燃燒的符號表達式:
     
    。
    (3)待白磷熄滅、錐形瓶冷卻到室溫后,打開彈簧夾,還可觀察到的現(xiàn)象是:
    ①注射器中的水自動噴射出來,導(dǎo)致這個現(xiàn)象發(fā)生的原因是:
     
    ;②當(dāng)注射器中的水還剩約
     
    mL時停止下流,導(dǎo)致這個現(xiàn)象發(fā)生的原因是:
     
    。
    (4)在實驗室中白磷應(yīng)保存在
     
    ,原因是
     
    。

    發(fā)布:2024/10/22 11:0:1組卷:901引用:3難度:0.1
  • 3.化學(xué)興趣小組在完成“測定空氣里氧氣含量”(如圖1)的實驗后,想對該實驗可選用的藥品進行繼續(xù)探究,他們進行了如下實驗:
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    【回顧舊知】
    (1)紅磷燃燒產(chǎn)生的明顯現(xiàn)象是
     
    ,該反應(yīng)的符號表達式為
     
    。
    (2)該實驗的原理:紅磷燃燒消耗了空氣中的氧氣,瓶內(nèi)的氣壓
     
    (填“增大”或“減小”)。燒杯中的水倒吸進入瓶內(nèi),進入瓶內(nèi)水的體積就是被消耗的氧氣的體積。
    【提出問題】能不能用硫代替紅磷測定空氣中氧氣的含量?
    【查閱資料】相同條件下氣體的壓強與氣體所占的體積成正比。
    【設(shè)計與實驗】
    小組同學(xué)按圖2裝置進行實驗,分別將紅磷、硫放入集氣瓶中燃燒,采集數(shù)據(jù)如圖3、圖4(注:裝置氣密性良好,P0是瓶內(nèi)初始氣壓,p0和p2是反應(yīng)結(jié)束恢復(fù)到室溫時瓶內(nèi)的氣壓)。
    【問題與現(xiàn)象分析】
    (3)開始反應(yīng)時瓶內(nèi)壓強瞬間變大的主要原因是
     
    。
    (4)圖4中,P0與P2幾乎相等是因為
     
    。
    【結(jié)論與反思】
    (5)由實驗可知,
     
    (填“能”或“不能”)用硫代替紅磷測定空氣中氧氣的含量。

    發(fā)布:2024/10/24 15:0:1組卷:31引用:2難度:0.5
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