Đọc văn bản sau và trả lời các câu hỏi từ 47 đến 52: Trong một lớp học hóa học, giáo viên thực hiện thí nghiệm xác định hàm lượng khí oxygen có trong không khí bằng cách sử dụng len thép và bố trí thí nghiệm như Hình 1. Cách tiến hành thí nghiệm như sau: - Giáo viên đặt 0,28 g len thép, có thành phần chủ yếu là iron (Fe) vào bên trong một ống thạch anh nhỏ chịu nhiệt. Sau đó, giáo viên sử dụng 2 ống silicone để nối ống thạch anh với 2 ống bơm (bằng thủy tinh có dung tích 20 ml) thẳng đứng ...

Trong một lớp học hóa học, giáo viên thực hiện thí nghiệm xác định hàm lượng khí oxygen có trong không khí bằng cách sử dụng len thép và bố trí thí nghiệm như Hình 1.

Cách tiến hành thí nghiệm như sau:

- Giáo viên đặt 0,28 g len thép, có thành phần chủ yếu là iron (Fe) vào bên trong một ống thạch anh nhỏ chịu nhiệt. Sau đó, giáo viên sử dụng 2 ống silicone để nối ống thạch anh với 2 ống bơm (bằng thủy tinh có dung tích 20 ml) thẳng đứng (xem Hình 1). Tổng thể tích không khí trong thiết bị kín là 29 ml (10 ml ở ống bơm bên trái, 15 ml ở ống bơm bên phải, 4 ml trong 2 ống silicone và ống thạch anh). Lưu ý rằng 2 ống bơm khí được thêm một lượng nhỏ nước màu (khoảng 5 ml) để ngăn không khí thoát ra ngoài và xác định thể tích khí trong thiết bị chính xác hơn.

Hình 1. Sơ đồ thí nghiệm xác định hàm lượng khí oxygen có trong không khí

(Theo Rodrigo Rivera và cộng sự công bố năm 2011 trong bài báo khoa học "A Simple Experiment to Measure the Content of Oxygen in the Air Using Heated Steel Wool" trên tạp chí Journal of Chemical Education)

- Đèn cồn được sử dụng để đốt len thép trong ống thạch anh trong 2 phút. Trong quá trình đốt nóng, piston di chuyển lên xuống để truyền không khí qua len thép. Thể tích khí trong thiết bị giảm dần trong 2 phút. Khi thiết bị trở về nhiệt độ phòng, tổng thể tích khí trong thiết bị là 23 ml.

Giáo viên yêu cầu học sinh giải thích hiện tượng đã xảy ra trong thí nghiệm trên.

Học sinh 1

Trong quá trình gia nhiệt, Fe trong len thép đã phản ứng với toàn bộ khí nitrogen (N₂) trong không khí để tạo thành iron nitride (FeN). Không khí chứa khoảng 20,7% N₂ theo thể tích. Theo kết quả của phản ứng, tổng thể tích khí trong thiết bị giảm khoảng 20,7%, vì vậy gần như tất cả khí còn lại trong thiết bị là O₂.

Học sinh 2

Trong quá trình gia nhiệt, Fe trong len thép đã phản ứng với một phần khí oxygen (O₂) trong không khí để tạo thành iron oxide (Fe₂O₃). Không khí chứa khoảng 79,3% O₂ theo thể tích. Theo kết quả của phản ứng, tổng thể tích khí trong thiết bị giảm khoảng 20,7%, vì vậy gần như tất cả khí còn lại trong thiết bị là hỗn hợp khoảng 75% O₂ và 4,3% N₂ theo thể tích.

Học sinh 3

Đồng ý với quan điểm của học sinh 2, ngoại trừ Fe trong len thép phản ứng với toàn bộ khí oxygen (O₂) trong không khí và không khí chứa khoảng 20,7% O₂ theo thể tích. Sau phản ứng, gần như tất cả khí còn lại trong thiết bị là N₂.

Học sinh 4

Trong quá trình gia nhiệt, Fe trong len thép đã phản ứng với toàn bộ khí carbon dioxide (CO₂) trong không khí để tạo thành iron carbonate (FeCO₃). Không khí chứa khoảng 20,7% CO₂ theo thể tích. Theo kết quả của phản ứng, tổng thể tích khí trong thiết bị giảm khoảng 20,7%, vì vậy gần như tất cả khí còn lại trong thiết bị là khí O₂.

Phát biểu sau đúng hay sai?

Học sinh 2 và 4 cho rằng thành phần phần trăm theo thể tích của khí argon trong không khí nhỏ hơn 1%.