15.
化學興趣小組在老師的指導下,對測定空氣中氧氣的體積分數進行了進一步的實驗探究.
【實驗回顧】圖1是實驗室用燃磷法測定空氣中氧氣體積分數的實驗裝置.
(1)紅磷燃燒冒出濃厚的白煙,有關的化學方程式是4P+5O
2$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P
2O
5.
(2)磷燃燒消耗氧氣,并且生成固體,使得集氣瓶內的壓強減小,于是燒杯中的水倒吸到集氣瓶里,以彌補氧氣的體積從而粗略測出空氣中氧氣的體積分數.
(3)燃燒結束后,當集氣瓶冷卻到室溫時才能松開止水夾讀數.
【問題提出】磷燃燒過程中,當氧氣體積分數低于5.9% 時燃燒就無法繼續(xù)進行,因此通過圖1裝置測得的結果與理論值相差較大.
【實驗改進】根據鐵生銹的原理,同學們設計出如圖2所示的裝置. 再次測定空氣中氧氣的體積分數,主要的實驗步驟與過程如下:
(1)用水量法測出集氣瓶的容積約是320mL,然后在量筒里裝入100mL水.
(2)將4g鐵粉、5g碳粉混合均勻,再滴入適量的食鹽溶液,制成耗氧物,裝入布袋.
(3)按圖2連好裝置充分反應后,冷卻到室溫,打開止水夾可觀察到水被吸入導管;最終量筒中剩余水的體積是39mL,從而測出空氣中氧氣的體積分數約是19.1%(計算結果精確到0.1%)
【師生交流】實驗結束后,同學們又交流探討了如下問題:
(1)在耗氧過程中,食鹽的作用是加快反應速率.
(2)鐵在空氣中生銹的過程比較復雜,首先是鐵與氧氣、水反應生成Fe(OH)
2(此生成物的名稱是氫氧化亞鐵),該反應的化學方程式為2Fe+O
2+2H
2O=2Fe(OH)
2.
(3)下列是同學們對于用圖2裝置進行實驗發(fā)表的觀點,其中不正確的是C(填字母).
A、若考慮集氣瓶里耗氧物等的體積,導管里空氣的體積,實驗結果會更準確
B、若將耗氧物均勻散布在集氣瓶內壁上,可以加快實驗進程
C、若證明實驗后的耗氧物中還有鐵,只能用磁鐵吸引
D、在實驗過程中,耗氧物會緩慢放出熱量.