19.為了測定空氣中氧氣含量,某興趣小組設(shè)計以下實驗進(jìn)行探究:
Ⅰ.燃燒紅磷法測定空氣中氧氣的含量.
甲組同學(xué)按照教材內(nèi)容設(shè)計了如圖1實驗裝置.
【實驗原理】利用紅磷在空氣中燃燒生成五氧化二磷固體,集氣瓶內(nèi)壓強(qiáng)減小,燒杯內(nèi)水倒流.寫出紅磷在空氣中燃燒的化學(xué)式表達(dá)式4P+5O
2$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P
2O
5.
【實驗步驟】
(1)用彈簧夾夾緊橡皮管;
(2)點燃燃燒匙內(nèi)的紅磷,立即伸入瓶中并塞緊瓶塞;
(3)反應(yīng)完全后,冷卻至室溫,打開止水夾(補(bǔ)全實驗步驟);
(4)觀察水倒流至集氣瓶并記錄水面的變化情況.
【實驗結(jié)論】多次實驗發(fā)現(xiàn),在實驗操作完全規(guī)范下,集氣瓶內(nèi)上升的水面仍然始終小于理論值.
【拓展研究】查閱資料得知,當(dāng)空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)降至約為7%以下時,紅磷不再燃燒,由此可知,燃燒紅磷法測定結(jié)果不夠準(zhǔn)確的原因的是紅磷不能將氧氣耗盡.
Ⅱ.探究某脫氧劑的成分(由兩種單質(zhì)組成)及利用該脫氧劑測定空氣中氧氣含量
1、探究脫氧劑成分.
【實驗觀察】脫氧劑為灰黑色粉末,若在空氣中放置一段時間,有紅棕色固體生成.
【實驗猜想】根據(jù)顏色變化,猜想該脫氧劑中含有鐵,其化學(xué)式是Fe.
【驗證猜想】用磁鐵吸引,說明含有鐵.
【實驗探究】新取一定量的脫氧劑,將已驗證的成分分離.取剩余固體與少量CuO混合,置于圖2裝置中加熱(碳會與氧化銅反應(yīng)生成CO
2).一會兒觀察到澄清石灰水變渾濁.
【實驗結(jié)論】該脫氧劑中還含有碳粉,請寫出澄清石灰水變渾濁的化學(xué)式表達(dá)式:CO
2+Ca(OH)
2═CaCO
3+H
2O.
2、測定空氣中氧氣含量
使用圖3裝置進(jìn)行實驗,實驗原理是利用脫氧劑中鐵在常溫下能夠消耗裝置內(nèi)氧氣,但實驗前應(yīng)先進(jìn)行的操作是檢查氣密性,具體操作是先夾緊彈簧夾,將注射器活塞向外拉一定距離,松手后注射器活塞恢復(fù)到原位,說明氣密性良好(完善操作、現(xiàn)象與結(jié)論).
【實驗過程】
步驟1:在注射器中放入足量脫氧劑粉末,封閉;
步驟2:打開彈簧夾,將活塞向右拉至一定距離,關(guān)閉彈簧夾;
步驟3:不斷輕輕晃動注射器,至活塞位置不再發(fā)生變化.
【數(shù)據(jù)處理】
(1)實驗中需要記錄的數(shù)據(jù)有AB(填字母).
A.反應(yīng)前注射器中原有空氣的體積 B.反應(yīng)后注射器中剩余氣體的體積
(2)上述實驗測定過程至少需要重復(fù)兩次,其目的是使測量的結(jié)果更準(zhǔn)確,最終計算得出氧氣約占空氣的體積分?jǐn)?shù).
【實驗評價】與燃燒紅磷法相比,脫氧劑法測定空氣中氧氣含量的優(yōu)點是不受氧氣含量多少的影響,使結(jié)果更準(zhǔn)確.