15.
化学兴趣小组在老师的指导下,对测定空气中氧气的体积分数进行了进一步的实验探究.
【实验回顾】图1是实验室用燃磷法测定空气中氧气体积分数的实验装置.
(1)红磷燃烧冒出浓厚的白烟,有关的化学方程式是4P+5O
2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P
2O
5.
(2)磷燃烧消耗氧气,并且生成固体,使得集气瓶内的压强减小,于是烧杯中的水倒吸到集气瓶里,以弥补氧气的体积从而粗略测出空气中氧气的体积分数.
(3)燃烧结束后,当集气瓶冷却到室温时才能松开止水夹读数.
【问题提出】磷燃烧过程中,当氧气体积分数低于5.9% 时燃烧就无法继续进行,因此通过图1装置测得的结果与理论值相差较大.
【实验改进】根据铁生锈的原理,同学们设计出如图2所示的装置. 再次测定空气中氧气的体积分数,主要的实验步骤与过程如下:
(1)用水量法测出集气瓶的容积约是320mL,然后在量筒里装入100mL水.
(2)将4g铁粉、5g碳粉混合均匀,再滴入适量的食盐溶液,制成耗氧物,装入布袋.
(3)按图2连好装置充分反应后,冷却到室温,打开止水夹可观察到水被吸入导管;最终量筒中剩余水的体积是39mL,从而测出空气中氧气的体积分数约是19.1%(计算结果精确到0.1%)
【师生交流】实验结束后,同学们又交流探讨了如下问题:
(1)在耗氧过程中,食盐的作用是加快反应速率.
(2)铁在空气中生锈的过程比较复杂,首先是铁与氧气、水反应生成Fe(OH)
2(此生成物的名称是氢氧化亚铁),该反应的化学方程式为2Fe+O
2+2H
2O=2Fe(OH)
2.
(3)下列是同学们对于用图2装置进行实验发表的观点,其中不正确的是C(填字母).
A、若考虑集气瓶里耗氧物等的体积,导管里空气的体积,实验结果会更准确
B、若将耗氧物均匀散布在集气瓶内壁上,可以加快实验进程
C、若证明实验后的耗氧物中还有铁,只能用磁铁吸引
D、在实验过程中,耗氧物会缓慢放出热量.