拉瓦锡曲颈瓶实验中氧气减少的原因及补充说明如下:
一、实验原理
反应过程
拉瓦锡将曲颈瓶装满水,通过加热使水银与氧气反应生成氧化汞(HgO)红色固体,化学方程式为:
$$2Hg + O_2 \rightarrow 2HgO$$
该反应消耗了集气瓶中的氧气,导致瓶内气压下降。
气体体积变化
反应后,瓶内气体体积减少约五分之一(即1/5),剩余气体主要为氮气(约占空气体积的78%)。
二、实验中氧气减少的准确原因
氧气被完全消耗
实验中通过红磷燃烧进一步验证氧气耗尽,当向瓶内通入冷水时,水进入集气瓶的体积接近理论值(1/5),说明氧气已被大部分消耗。
三、可能导致实验结果偏差的原因
装置漏气
若装置密封不严,部分空气可能进入瓶内,导致进入水的体积不足。
红磷量不足
红磷未完全燃烧时,氧气无法被完全消耗,导致进入水的体积小于1/5。
温度未冷却
反应后瓶内气体温度较高,体积膨胀,需冷却至室温后打开止水夹,否则压强差不足,水进入量减少。
导管内残留空气
连接装置时导管内若残留空气,需通过加热排出,否则会影响水进入量。
四、实验结论
拉瓦锡通过精确控制反应条件(如冷却、过量红磷、密封装置),成功测定了氧气约占空气体积的1/5,推翻了燃素说,为现代化学奠定了基础。
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