Question

【題目】【探究一】：空氣中氧氣含量的再測定

(1)實驗原理：由于紅磷燃燒消耗空氣中的氧氣，使瓶內(nèi)_______減小，燒杯中水倒吸到集氣瓶。能粗略測出空氣中氧氣的含量。

【問題提出】有實驗資料表明：燃燒過程中當(dāng)氧氣體積分數(shù)低于7% 時，紅磷就無法繼續(xù)燃燒，因此通過上述實驗，結(jié)果與存在一定的誤差。

【實驗改進】

Ⅰ.根據(jù)鐵在空氣中生銹的原理設(shè)計圖10實驗裝置，再次測定空氣中氧氣含量。飽和食鹽水、活性炭會_____鐵生銹。(填：加快或減慢)

Ⅱ.測得實驗數(shù)據(jù)如表4

(1)鐵生銹過程發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，首先是鐵與氧氣、水反應(yīng)生成氫氧化亞鐵[Fe(OH)2]，寫出該反應(yīng)的化學(xué)式表達式_________________________________

(2)根據(jù)表4計算，改進后測得的空氣中氧氣的體積分數(shù)是_______(計算精確到0.1%)。

(3)從實驗原理角度分析，改進后的實驗結(jié)果比前者準(zhǔn)確度更髙的原因是：①___________；②_____________。

【探究二】實驗室制取二氧化碳藥品的選擇

某研究小組在實驗室制取二氧化碳的研究中發(fā)現(xiàn)，通常不選用大理石與稀硫酸反應(yīng)制取二氧化碳，其原因是反應(yīng)生成硫酸鈣微溶物覆蓋在固體的表面，阻礙了大理石與稀硫酸的接觸，反應(yīng)速率逐漸減慢甚至停止．為此，該小組設(shè)立研究課題：選擇合適濃度的硫酸和適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)溫度制取二氧化碳．

[實驗一] 選擇合適濃度的硫酸

操作：在28℃時，用裝有5mL硫酸溶液的注射器向盛有lg直徑為2mm大理石的大試管中注入硫酸，記錄15分鐘內(nèi)生成氣體的體積，見下表：

試管編號	1	2	3	4	5
硫酸濃度(％)	15	20	25	30	35
氣體體積(mL)	35	47	55	51	42

[實驗二] 選擇合適的反應(yīng)溫度

操作：往盛有lg直徑為2mm大理石的大試管中分別加入5mL相同合適濃度而不同溫度的硫酸溶液，觀察反應(yīng)的情況，記錄如下表：

試管編號	A	B	C	D	E
溫度(℃)	40	50	60	70	80
現(xiàn)象和比較	有少量氣泡	氣泡比A號試管多	氣泡明顯比B號試管多	大量氣泡產(chǎn)生，與常溫用鹽酸反應(yīng)相似	反應(yīng)激烈，迅速產(chǎn)生大量氣體

回答：

(1)稀硫酸與大理石反應(yīng)，在28℃時，選用硫酸的濃度最合適為______％，因為濃度小于或大于合適濃度對反應(yīng)的影響是_____________________________．

(2)在合適的硫酸濃度下，應(yīng)選擇最合適的反應(yīng)溫度為________℃，因為溫度高于或低于該溫度對反應(yīng)的影響是__________________________________．

(3)除選用適當(dāng)?shù)臏囟群秃线m濃度的硫酸之外，在反應(yīng)過程中，為防止硫酸鈣覆蓋在大理石上，應(yīng)增加_________________________操作，更有利于氣體的制備。

(4)該研究小組為了研究___________________對該反應(yīng)速率的影響，進行了如下實驗

試管編號	A	B
試管內(nèi)藥品	1g塊狀大理石與5mL25％稀硫酸	1g粉末狀大理石與5mL25％稀硫酸
現(xiàn)象和比較	有少量氣泡	迅速產(chǎn)生較多氣泡

(5)大理石和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鈣(CaSO4)、水和二氧化碳，試寫出該反應(yīng)的符號表達式_______。

Answer 1

【答案】 氣壓 加快 20.2% 能夠把氧氣完全消耗 避免了燃燒匙伸入集氣瓶時導(dǎo)致的氣體外逸 25% 使生成的氣體體積都少 70℃ 【答題空10】溫度過低，反應(yīng)過慢，溫度過高，反應(yīng)劇烈，不利于氣體的收集 搖動試管 大理石固體顆粒的大小等

【解析】【實驗改進】Ⅰ（1）鐵與水和氧氣反應(yīng)生成氫氧化亞鐵，反應(yīng)的化學(xué)方程式為；（2）根據(jù)表4數(shù)據(jù)計算，改進實驗后測得的空氣中氧氣的體積分數(shù)為： ；（3）從實驗原理角度分析，改進后的實驗結(jié)果比前者準(zhǔn)確度更髙的原因是：能夠把氧氣完全消耗；避免了燃燒匙伸入集氣瓶時導(dǎo)致的氣體外逸；【探究二】(1)觀察實驗一圖表，3號試管收集的氣體最多，此時管中硫酸濃度是25%，濃度大于或小于此濃度值生成的氣體體積都少；(2)觀察實驗二圖表，可知應(yīng)選擇最合適的反應(yīng)溫度為70℃，低于70℃時，生成的氣體少并且反應(yīng)慢，高于70℃反應(yīng)速率過快，不易收集；(3)為防止硫酸鈣覆蓋在大理石上，可以用搖動試管的方法除去覆蓋在大理石上的硫酸鈣；(4)碳酸鈣固體顆粒大小也會影響反應(yīng)的速率；(5) 大理石和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鈣(CaSO4)、水和二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為： 。