19.为了测定空气中氧气含量,某兴趣小组设计以下实验进行探究:
Ⅰ.燃烧红磷法测定空气中氧气的含量.
甲组同学按照教材内容设计了如图1实验装置.
【实验原理】利用红磷在空气中燃烧生成五氧化二磷固体,集气瓶内压强减小,烧杯内水倒流.写出红磷在空气中燃烧的化学式表达式4P+5O
2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P
2O
5.
【实验步骤】
(1)用弹簧夹夹紧橡皮管;
(2)点燃燃烧匙内的红磷,立即伸入瓶中并塞紧瓶塞;
(3)反应完全后,冷却至室温,打开止水夹(补全实验步骤);
(4)观察水倒流至集气瓶并记录水面的变化情况.
【实验结论】多次实验发现,在实验操作完全规范下,集气瓶内上升的水面仍然始终小于理论值.
【拓展研究】查阅资料得知,当空气中氧气的体积分数降至约为7%以下时,红磷不再燃烧,由此可知,燃烧红磷法测定结果不够准确的原因的是红磷不能将氧气耗尽.
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Ⅱ.探究某脱氧剂的成分(由两种单质组成)及利用该脱氧剂测定空气中氧气含量
1、探究脱氧剂成分.
【实验观察】脱氧剂为灰黑色粉末,若在空气中放置一段时间,有红棕色固体生成.
【实验猜想】根据颜色变化,猜想该脱氧剂中含有铁,其化学式是Fe.
【验证猜想】用磁铁吸引,说明含有铁.
【实验探究】新取一定量的脱氧剂,将已验证的成分分离.取剩余固体与少量CuO混合,置于图2装置中加热(碳会与氧化铜反应生成CO
2).一会儿观察到澄清石灰水变浑浊.
【实验结论】该脱氧剂中还含有碳粉,请写出澄清石灰水变浑浊的化学式表达式:CO
2+Ca(OH)
2═CaCO
3+H
2O.
2、测定空气中氧气含量
使用图3装置进行实验,实验原理是利用脱氧剂中铁在常温下能够消耗装置内氧气,但实验前应先进行的操作是检查气密性,具体操作是先夹紧弹簧夹,将注射器活塞向外拉一定距离,松手后注射器活塞恢复到原位,说明气密性良好(完善操作、现象与结论).
【实验过程】
步骤1:在注射器中放入足量脱氧剂粉末,封闭;
步骤2:打开弹簧夹,将活塞向右拉至一定距离,关闭弹簧夹;
步骤3:不断轻轻晃动注射器,至活塞位置不再发生变化.
【数据处理】
(1)实验中需要记录的数据有AB(填字母).
A.反应前注射器中原有空气的体积 B.反应后注射器中剩余气体的体积
(2)上述实验测定过程至少需要重复两次,其目的是使测量的结果更准确,最终计算得出氧气约占空气的体积分数.
【实验评价】与燃烧红磷法相比,脱氧剂法测定空气中氧气含量的优点是不受氧气含量多少的影响,使结果更准确.