1. 小明认为教室内空气中氧气含量比室外低,于是想用红磷测定教室内空气中氧气的体积分数。老师告诉他,足量的红磷燃烧并不能耗尽空气中的氧气,建议用一氧化氮气体代替红磷进行实验。在老师的指导下,小明进行如图所示实验:

用注射器获取密升教室内的空气,通过导管缓缓地全部推入量筒,与量筒内足量的毫升一氧化氮气体混合,待充分反应后,读出量筒中剩余气体体积为毫升。

说明:①都是在与教室气温、气压相同的状态下测得。

②一氧化氮难溶于水,也不与水反应。

③同温同压下,在氢氧化钠溶液参与下,4体积一氧化氮与3体积氧气恰好完全反应,且产物能完全被溶液吸收。

(1) 小明用气密性良好的注射器,获取毫升教室内空气的具体操作是
(2) 实验测得教室内空气中氧气的体积分数为。(用表示)
(3) 小明提出,注射器内空气中的二氧化碳也会被氢氧化钠溶液吸收,从而影响实验结果。但老师指出,相比空气中的氧气含量,二氧化碳对实验结果的影响属于“次要因素”,不是“主要因素”,可忽略不计。还有许多科学实验中存在“主要因素”和“次要因素”,请再举一例并指明次要因素。
【考点】
空气的成分及探究;
【答案】

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3. 空气中氧气含量测定的再认识。

【实验回顾】

(1) 课本上介绍了实验室常用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的含量(装置如图1),写出红磷燃烧的化学方程式

【原理应用】兴趣小组同学用家用制氧机(如图2)制取并收集了一袋气体,带到实验室对其进行研究。该方法制得的氧气浓度如何?兴趣小组同学设计了如图3所示装置来测定氧气的含量:

①检查装置气密性;②加入药品,将装置连接固定;③打开止水夹a和b,向A中缓慢鼓入一定量气体,露出白磷后,关闭止水夹a和b。此时,A中水进入到B中,测得B中水的体积为V1mL;④用凸透镜聚光引燃白磷;⑤待白磷熄灭并冷却到室温,打开止水夹b,B中水倒吸进入到A中,测得量筒中的体积变为V2mL。⑥计算小组同学所带气体中氧气的体积分数。

(2) 下列有关这个实验的说法中,正确的有____。 A. 步骤②中,白磷的用量应过量; B. 步骤④中,白磷燃烧时要保持关闭止水夹a和b; C. 步骤⑤中,未冷却至室温会使测得的氧气含量偏高; D. 与图1比,图3装置的优点:误差减少和污染减少。
(3) 经测定V1=220mL;V2=50mL,则小组同学所带气体中氧气的体积分数为%(精确到0.1%)。
(4) 【拓展延伸】为了帮助同学们更好地理解测定氧气含量实验原理,老师利用传感器技术测定了实验装置(如图4)内的压强、温度和氧气浓度,三条曲线变化趋势如图5所示。

X曲线表示压强变化趋势,Y曲线表示的变化趋势。

(5) 结合Y、Z两条曲线,解释AB段压强变化的原因,造成CD段变化的操作是
(6) 该实验不可以把红磷改成木炭,原因是(写符号表达式)。
(7) 【问题提出】有实验资料表明:燃烧过程中当氧气体积分数低于7%时,红磷就无法继续燃烧,因此通过上述实验,测定结果与理论值误差较大。

【实验改进】根据铁在空气中生锈的原理设计如图实验装置,再次测定空气中氧气含量。装置中饱和食盐水、活性炭会加速铁生锈,从而消耗空气中的氧气。利用该装置测出空气中氧气含量为19.6%。

试分析,改进后的实验结果比课本实验准确度更高的原因是:

解答题 普通