探究氧气的实验室制取和性质。
(1)如图1是硫在氧气中燃烧的实验。
①观察到火焰的颜色是 ;
②反应的化学方程式是 ;
③当火焰变得微弱时,将燃烧匙进一步伸入瓶底,火焰又变旺,可得出氧气的一条物理性质是 。
(2)图2是实验室制取气体的部分装置。
①实验室用高锰酸钾制氧气的化学方程式是 ,选择的发生装置是 (填字母序号,下同);还可用过氧化氢溶液和二氧化锰制氧气,选择的发生装置是 。
②可以选择装置C收集氧气,其原因是 。
③可见,选择气体的发生装置要依据反应物的状态和 ,选择气体的收集装置要依据 。
化学课上,同学们做了人体呼出的气体使澄清石灰水变浑浊的实验后,对呼出的气体中主要成分及含量非常好奇,设计实验进行探究。
【提出问题】呼出的气体中有哪些主要成分,它们的含量是多少?
【查阅资料】①呼出的气体中仍含有O2。
②CO2在饱和NaHCO3溶液中的溶解度非常小。
【猜想与实验】
猜想:呼出的气体中主要成分是N2、O2、CO2、水蒸气等。
实验I:验证呼出的气体中含有水蒸气。
(1)实验操作如图所示。
(2)观察到的现象为________,根据该现象可以判断呼出的气体中含有水蒸气。
实验II:验证呼出的气体中含有N2、O2、CO2,并测定其含量。
同学们在老师的指导下设计了如下图所示装置(B是带刻度的量气装置)。
(1)实验记录
实验操作 |
主要实验现象 |
实验结论及解释 |
|
① |
检查装置的气密性。 向装置中加入药品。 关闭止水夹a~f。 |
装置的气密性良好。 |
|
② |
打开b、c、d,向B中吹入一定量气体后关闭d,并冷却到室温。 |
B中液体进入到A中,B中液体减少500 mL。 |
收集500 mL气体。 |
③ |
关闭b,打开a、e、f,用打气筒向A中缓缓充气,直到B中气体刚好全部排出。 |
________,D中液体为475 mL。 |
反应的化学方程式为________。 |
④ |
关闭e、f,用凸透镜聚光引燃白磷。 |
白磷燃烧,产生大量白烟,放出大量热。 |
呼出的气体中含有O2。 |
⑤ |
待白磷熄灭并冷却到室温,打开f。 |
________,D中剩余液体为400 mL。 |
呼出的气体中含有N2。 |
(2)数据处理
呼出的气体中主要成分的含量
N2 |
O2 |
CO2 |
|
体积/mL |
|||
体积分数/% |
同学们经过3次重复实验,确认了呼出气体中的主要成分及其含量。
【实验反思】
(1)该实验设计依据的N2性质有 (填字母序号)。
A.难溶于水B.不能和NaOH溶液反应
C.无色无味的气体D.不能燃烧,也不支持燃烧
(2)实验II操作⑤中,若C中气体未完全冷却就打开f并读数,则所测O2的体积分数 (填“偏小”、“不变”或“偏大”)。
实验是科学探究的重要方法。如图是测定空气中氧气含量实验的两套装置图,请结合图示回答有关问题。
(1)根据下表提供的实验数据,完成下表
硬质玻璃管中空气的体积 |
反应前注射器中空气体积 |
反应后注射器中气体体积 |
实验测得空气中氧气的体积分数 |
25mL |
15mL |
9mL |
(2)装置一和装置二中气球的位置不同, (填“装置一”或“装置二”)更合理,理由是 。
(3)若实验测得的结果偏小(氧气的体积分数小于21%),可能的原因有哪些?(列举两条) ; 。
小明和小芳在讨论“能否用蜡烛燃烧法来粗略测定空气中氧气的含量”这一问题时,小芳认为:通过图1装置,用蜡烛燃烧法测得的空气中氧气的含量会 (填“偏高”、“偏低”或“不变”)。她根据蜡烛燃烧产物的特点阐述了自己的理由: ,并用图1装置进行实验,证实了自己的结论。(注:本题实验中装置的气密性良好,水槽中的液体是水。)
小明认真分析了小芳的实验结果后,进行了如下探究:
【提出问题】导致小芳这一实验结果还有其他原因吗?
【实验探究】小明设计了图2装置,进行以下操作:
(1)取黄豆粒大小的白磷,用滤纸吸去表面水分,放入捆在电烙铁下面贴片的凹槽内。
(2)将燃烧匙内的蜡烛点燃后迅速插入钟罩内,并立即塞紧橡皮塞。
(3)待蜡烛熄灭后(蜡烛有剩余),接通电烙铁电源,发现白磷先熔成液体,接着燃烧产生大量白烟,说明通电前钟罩内含有 ,产生白烟的文字表达式是 。
【得出结论】导致小芳这一实验结果的另一原因是 。
【交流与反思】小明和小芳分析了上述实验后,又提出了一个问题:能否用铁丝燃烧测定空气中氧气的含量,你的观点是 (填“能”或“否”),理由是 。
在按书本装置测定空气中氧气含量的实验时,当装置内的氧气低于一定含量时,红磷就不再与氧气反应,从而导致测量结果偏小.有老师对该实验进行了改进,装置如图所示,在一容器中倒入刚拆封的“暖宝宝”黑色粉末,再在上面放足量的白磷,迅速扣上烧杯,随后白磷自然,利用这一装置可更准确地测定空气中氧气的体积分数.
(1)黑色粉末的主要成分是什么?对此同学们做出了以下两种猜想:
猜想一:该粉末可能是木炭粉;
猜想二:该粉末可能是铁粉.
根据学过的科学知识,有同学认为猜想一肯定是错误的,你认为他的理由是
(2)通过实验证明加入的黑色粉末是铁粉.加入铁粉后使测定结果更加准确,原因是
根据下列实验装置回答问题:
(1)写出上述图中部分仪器的名称:① ;② 。
(2)使用A装置制取气体,反应物的状态要求是: 。
(3)用C装置可以收集O2、CH4、NH3、Cl2中的 (填化学式)。
(4)既可以用来制取O2,用可以用来制取H2和CO2的发生装置是: (填字母序号),若用该装置制取O2,反应的化学方程式为: 。
(5)实验室制取气体是,组装好仪器后进行的必要操作是: ;若用D装置收集二氧化碳气体,应从 (填 a 或 b)端短通入气体。