A | B | C | D | |
实 验 装 置 | 硫在氧气中燃烧 | 测定空气中氧气含量 |
铁丝在氧气中燃烧 |
排水法收集氧气 |
解释 | 集气瓶中的水: 吸收放出的热量 | 量筒中的水:通过水体积 的变化得出氧气体积 | 集气瓶中的水:冷却溅落 熔融物,防止集气瓶炸裂 | 集气瓶中的水:水先将集 气瓶内的空气排净,后便 于观察氧气何时收集满 |
①氧气 ②氮气 ③二氧化碳 ④氖气 ⑤食盐水 ⑥五氧化二磷 ⑦冰水混合物 ⑧新鲜的空气
世界之最
2021年1月13日,全球第一辆高温超导磁悬浮列车问世,它运用磁铁“同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引”的原理。运行时速可达620公里每小时,这一发明,再次向世界证明了中国速度。
高温超导的“高温”是-196℃左右的温度,·是相对于-270℃至-240℃之间的温度而言的,不是我们传统认知里的“高温”。而超导就是超级导电。科学研究发现,当把超导体温度降到一定程度时,电阻会神奇消失,从而具有超级导电性。液氮在磁悬浮列车中发挥着重要的作用,它可在-196℃时通过分离液态空气的方法获得。高温超导磁悬浮列车在运行时产生大量的热量,由于液氮具有制冷作用,经过一定的技术手段,向轨道上喷射液氮后,可以降低轨道和车轮的温度,既能保持轨道的超导性。同时也能在列车底部形成气垫,使列车与轨道隔离,减少摩擦和空气产生的气动阻力,大大提高了运行速度。
高温超导磁悬浮列车的运行不需要燃油,液氮的来源也比较丰富,有效地降低了运营成本。
分离空气可以获得稀有气体、纯度较高的氮气和液氧。分离空气的简易流程如图
请根据流程图回答下列问题。
(1)空气的净化装置除了除去空气中的一些污染物外还除去了空气组成中的(填序号)。
①氮气 ②氧气 ③稀有气体 ④二氧化碳 ⑤水
(2)稀有气体充入灯泡使灯泡经久耐用的原因是。
(3)分离液态空气的原理是利用氮气和氧气的(填“熔点”或“沸点”)不同,发生(填“物理”或“化学”)变化。
空气质量指数(简称AQI)是定量描述空气质量状况的无量纲指数,其范围及对应的空气质量级别如下表所示,实践小组的同学们跟随环保部门的工作人员利用微型空气质量监测仪测量2023年12月14日某市的空气质量,并记录数据如表所示()
空气质量指数 (AQI) | 0~50 | 51~100 | 101~150 | 151~200 | 201~300 | 300以上 | |
空气质量级别 (状况) | 一级 优 | 二级 良 | 三级 轻度污染 | 四级 中度污染 | 五级 重度污染 | 六级 严重污染 | |
2023年12月14日某市空气质量报告 | |||||||
空气质量 | 二氧化氮 二氧化硫 臭氧 一氧化碳 |
(4)当日空气污染物中含量最少的是,空气质量级别为。
(5)小明同学认为该空气质量报告项目中缺少二氧化碳,对其产生了质疑请你为他解释。
(6)从图中选择一种污染物并说明其来源。
实验序号 | 5%的过氧化氢溶液体积/mL | 催化剂 | 收集等量氧气所需时间/s |
Ⅰ | 5.0mL | 无 | |
Ⅱ | 5.0mL | 0.5g氧化铜 |
①实验测得 , 说明氧化铜(填“能”或“不能”)加快过氧化氢溶液的分解速率。
②将实验Ⅱ反应后的固体加水溶解、过滤、洗涤、干燥,称量仍得到0.5g黑色粉末,再将获得的黑色粉末放入试管中,向其中加入5.0mL5%的过氧化氢溶液,观察到有大量气泡产生,说明氧化铜的不变。
某化学兴趣小组进行“铁丝在氧气中燃烧”的实验,并进行了一些探究活动,请你一同参与。
(1)铁丝在氧气中燃烧时将铁丝绕成螺旋状的目的是,铁丝的末端系一根火柴的作用是;集气瓶中先放一些水的作用是。
【探究一】铁丝燃烧是否需要纯氧?
【实验内容】取直径为0.38mm的铁丝,分别在体积分数为90%、70%、60%、55%的氧气中燃烧。实验现象如表所示:
氧气体积分数 | 90% | 70% | 60% | 55% |
实验现象 | 燃烧剧烈、燃烧时间长,效果好 | 燃烧比90%弱,燃烧时间短,实验成功 | 燃烧比70%弱,燃烧时间更短,实验成功 | 难以燃烧,只是发红 |
【结论1】
(2)就0.38mm铁丝而言,铁丝燃烧对氧气体积分数的要求是(填“”“”或“”)55%,且氧气浓度越大,燃烧现象越(填“剧烈”或“不剧烈”)。
【交流与讨论】
(3)如果实验中所用集气瓶的容积为125mL,实验时集气瓶中需留25mL水,如果需收集100mL体积分数为80%的氧气,其操作方法是先在集气瓶中装mL水,然后用排水法收集,直到剩下25mL水。(空气中氧气的体积分数计为20%)
【探究二】铁丝燃烧为什么会火星四射?
【资料】生活中常见的铁都不是纯净的铁,都含有一定量的碳。
【设计与实验】
(4)小明将直径都为0.38mm的纯铁丝和不同含碳量的铁丝放入氧气中燃烧,实验现象记录如表,请你分析完成下表:
物质 | 纯铁丝 | 含碳0.05%的铁丝 | 含碳0.2%的铁丝 | 含碳0.6%的铁丝 |
燃烧时的现象 | 无火星四射现象,熔断 | 剧烈燃烧,极少火星 | 剧烈燃烧,火星四射 |
【结论2】
(5)通过以上实验,说明铁丝燃烧产生火星四射现象和含碳量(填“有关”或“无关”)。
某化学兴趣小组对课本实验“测定空气中氧气的含量”,实验完毕后集气瓶中是否还含有氧气产生质疑,于是同学们设计了如图1装置来探究磷在空气中燃烧后氧气浓度的变化情况。
【提出问题】足量红磷在密闭的四颈平底瓶内燃烧熄灭后,容器中是否有氧气剩余?
【作出猜想】猜想①:有氧气剩余;猜想②:无氧气剩余。
【实验验证】该小组同学按图1组装好实验装置,利用高能激光笔照射燃烧匙上的红磷,红磷燃烧直至熄灭;待装置完全冷却后,将装有白磷的燃烧匙提出水面,再次用高能激光笔照射,白磷居然也被点燃。
(1)激光笔的作用是。
(2)红磷燃烧的文字表达式为。
【实验结论】
(3)根据上述实验现象,得出的结论是:猜想正确。
(4)课本上用红磷燃烧的方法不能精确地测定空气中氧气的含量,理由是。
【拓展延伸】
(5)图2是该小组同学从开始实验到最后装置冷却后的整个实验过程中,用传感器测量容器内氧气浓度变化的曲线图。在图2中C点时红磷燃烧熄灭;白磷开始燃烧至燃烧结束对应的曲线为段(用图2中字母表示)。
【反思与评价】
(6)兴趣小组分析对比曲线BC段和DE段,得出了“不同物质燃烧,需要的氧气浓度不一样”的结论。同学们由此联想到课本上的一个实验:(填物质名称)在空气中不能点燃,但在氧气中能点燃并剧烈燃烧。