來源:網(wǎng)絡(luò)資源 2022-12-10 15:50:42
彌漫在地球周圍的混合氣體就是空氣?諝馐且环N混合物,在干燥的空氣中,各組分氣體的體積分?jǐn)?shù)分別是:氮?dú)?8%,氧氣21%,稀有氣體0.954%,二氧化碳0.03%,其他氣體和雜質(zhì)0.03%。
歷史上,第一個測定空氣中氧氣體積分?jǐn)?shù)的科學(xué)家是法國的拉瓦錫,它將銀白色的液態(tài)金屬汞在密閉的容器中持續(xù)加熱,最后,金屬汞變成了紅色的粉末,氧化汞,而在容器中,空氣的體積分?jǐn)?shù)減少了大約五分之一。拉瓦錫也通過這個實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了質(zhì)量守恒定律。
今天,我們將反應(yīng)物換成紅磷,通過紅磷在密閉容器中燃燒的實(shí)驗(yàn),測定空氣里氧氣的含量。
測定空氣里氧氣的含量的實(shí)驗(yàn)裝置圖
由于教材版本的不同,在實(shí)驗(yàn)裝置的裝配和實(shí)驗(yàn)儀器的命名也會有所不同,同學(xué)們一定要結(jié)合自己的課本和中考試卷的答題要求,考試的時候準(zhǔn)確地寫出答案。
序號 | 人教版 | 滬教版 |
1 | 彈簧夾 | 止水夾 |
2 | 膠皮管 | 膠管 |
3 | 橡膠塞 | 橡皮塞 |
4 | 有水 | 沒有水 |
對于實(shí)驗(yàn)儀器的命名,只要滿足當(dāng)?shù)氐拇痤}要求即可,而在實(shí)驗(yàn)裝置的不同方面,我建議同學(xué)們對比兩者的不同,進(jìn)行舉一反三的思考;瘜W(xué)是一門重視細(xì)節(jié)和思考的科目,只有掌握扎實(shí)的基礎(chǔ)和養(yǎng)成發(fā)散思維的習(xí)慣,才能得到高分。
一. 關(guān)于實(shí)驗(yàn)必背的知識點(diǎn)(需要準(zhǔn)確的默寫)
1. 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
紅磷燃燒,有大量白煙生成;放熱;冷卻至室溫后打開彈簧夾,水沿導(dǎo)管進(jìn)入集氣瓶,最終水面上升約1/5。
2. 實(shí)驗(yàn)原理
足量紅磷在空氣中燃燒,將瓶中氧氣完全反應(yīng)掉,生成五氧化二磷白色固體,容器內(nèi)壓強(qiáng)減小,在大氣壓作用下,進(jìn)入容器內(nèi)水的體積即為減少的氧氣的體積。
3. 實(shí)驗(yàn)結(jié)論
(1)空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)約占空氣的1/5;
(2)氮?dú)獠荒苋紵膊恢С秩紵也灰兹苡谒?/p>
二. 需要深刻理解并活學(xué)活用的知識點(diǎn)
1. 實(shí)驗(yàn)過程中,哪些錯誤會導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏大或偏小
(1)偏大
實(shí)驗(yàn)操作 | 原因分析 |
反應(yīng)前彈簧夾沒有夾緊 | 在實(shí)驗(yàn)的過程中,紅磷燃燒放出了大量的熱,使集氣瓶內(nèi)的空氣受熱膨脹,沿著導(dǎo)管排到了燒杯的水中,而在實(shí)驗(yàn)結(jié)束時,這一部分逸出的氣體也會使同等體積的水流流到集氣瓶中充當(dāng)氧氣的體積,所以實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏大。 |
點(diǎn)燃紅磷后伸入集氣瓶和塞進(jìn)塞子過慢 | 伸入過慢會使裝置內(nèi)的氣體受熱膨脹逸出,導(dǎo)致進(jìn)入瓶中的水的體積也偏大,測量結(jié)果偏大。 |
(2) 偏小
紅磷量不足 | 氧氣沒有被完全消耗,導(dǎo)致進(jìn)入瓶中的水的體積偏小,測量的結(jié)果也偏小。 |
裝置的氣密性不好 | 反應(yīng)結(jié)束后,集氣瓶內(nèi)的氣壓小于外界大氣壓,裝置漏氣會使裝置外的空氣進(jìn)入,導(dǎo)致進(jìn)入瓶中的水的體積偏小,測量結(jié)果偏低。這里不用糾結(jié)由于裝置氣密性不好,紅磷燃燒放熱,使集氣瓶內(nèi)的空氣受熱膨脹,然后順著漏氣的地方跑出去,因?yàn)楦鶕?jù)大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,肯定是進(jìn)入的空氣的體積大于跑出去的氣體的體積的。反應(yīng)前彈簧夾沒有夾緊這種情況不屬于裝置的氣密性不好,因?yàn)閷?dǎo)管在燒杯的水面下是液封的,外界的氣體沒有辦法通過導(dǎo)管流入到集氣瓶中。 |
燃燒停止后,沒有等到集氣瓶冷卻到室溫,就打開了彈簧夾 | 集氣瓶沒有冷卻到室溫時,瓶內(nèi)氣體的壓強(qiáng)偏大,導(dǎo)致進(jìn)入集氣瓶中的水的體積偏小,測量結(jié)果也偏小。 |
2. 集氣瓶平底的水的作用是什么?
(1)防止熱的生成物濺落而炸裂平底;
(2)為了吸收生成的白煙,防止污染空氣;
(3)吸收熱量,有助于裝置冷卻。
3. 除了紅磷以外,還可以用哪些物質(zhì)?
選用易與空氣中的氧氣反應(yīng),且不與空氣中的其他氣體發(fā)生反應(yīng),反應(yīng)后的生成物質(zhì)固體的物質(zhì)。比如白磷,銅絲(采用加熱的方法,利用銅和氧氣反應(yīng)生成氧化銅)。
一般情況下不能選用碳和硫來替代紅磷,因?yàn)樘己脱鯕夥磻?yīng)生成二氧化碳,硫和氧氣反應(yīng)生成二氧化硫,單質(zhì)可以通過預(yù)先在集氣瓶平底放入適量的氫氧化鈉的濃溶液的方法,并在打開彈簧夾前振蕩集氣瓶,使產(chǎn)生的氣體充分的被吸收。
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