《空气中氧气含量测定》实验探究专项训练[1]
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关空气中氧气含量的测定中考试题选萃1.在“空气中氧气含量的测定”实验探究中,甲生设计了如下实验方案:在燃烧匙内盛过量红磷,点燃后立即插入集气瓶内,塞紧橡皮塞,待红磷火焰熄灭,集气瓶冷却至室温,打开铁夹,水注入集气瓶。
(实验装置如图1所示)回答下列问题:(1)实验过程中,观察到的主要现象是,。
反应的化学方程式是。
(2)乙生用上述实验装置测定的结果是:空气中氧气含量与正常值有较明显的偏差,其操作上的原因可能是(要求答出两种):,。
(3)丙生也设计了一个实验方案,装置和操作同上,只不过用木炭代替了红磷。
当木炭停止燃烧,集气瓶冷却至室温,打开铁夹后,水能否进入集气瓶?为什么?。
(4)若仍然用木炭代替红磷,丙生的实验方案应作何改进,才能保证实验成功?(只需答出实验方案中须改进的地方)。
2.某研究性学习小组设计了如图2所示的装置,探究空气中氧气的体积分数,其中A是底面积为50 cm3、高20cm的圆筒状玻璃容器(带密封盖),上面标有以cm为单位的刻度.B是带刻度的敞口玻璃管(其他辅助装置略)。
他们的操作过程如下:a.检查装置的气密性;b.加入水并调整B的高度.使A中的液面至刻度15 cm处;c.将过量的铜粉平铺在惰性电热板上。
盖紧密封盖;d.通电加热铜粉,待充分反应后.冷却到原来的状况,调整B的高度使容器A、B中的液面保持水平,记录液面刻度。
(注:A容器内固态物质所占的体积忽略不计)(1)在操作a中检查装置气密性的方法是_____________________________。
(2)在上述实验中,下列物质不能代替铜粉的是____________ (填字母)。
A.红磷 B.木炭 C.铁粉(3)往操作d结束时,装置A 中液面的刻度约为___________cm(填整数)。
如果在操作d结束时,装置A中液面刻度在11cm处.则实验结果比理论值_____ (填“偏大”或“偏小”)。
(4)该小组中有同学提出,用木炭代替铜粉也能测定空气中氧气的体积分数.只要将水换成一种溶液,则该溶液是_____________ ,其原因是(用化学方程式表示) _______________________________ 。
1.某班同学用如图装置测定空气里氧气的含量。
先用弹簧夹夹住乳胶管。
点燃红磷伸入瓶中并塞上瓶塞。
待红磷熄灭并冷却后,打开弹簧夹,观察广口瓶内水面变化情况。
实验完毕,甲同学的广口瓶内水面上升明显小于瓶内空气体积的1/5,乙同学的广口瓶内水面上升明显大于瓶内空气体积的1/5。
下列对这两种现象解释合理的是()①甲同学使用的红磷可能量不足,瓶内氧气没有消耗完②甲同学可能未塞紧瓶塞,红磷熄灭冷却时外界空气进入瓶内③乙同学可能没夹紧弹簧夹,红磷燃烧时瓶内空气受热从导管逸出④乙同学可能插入燃烧匙太慢,塞紧瓶塞之前,瓶内空气受热逸出A. 只有①③B. 只有②④C. 只有①②③D. ①②③④2.用下图所示的实验装置可以测定空气中氧气含量。
在一个具有刻度和可以左右滑动的活塞的玻璃管中放入足量的自磷,活塞左端管内密封有空气,右端的管口跟空气连通。
将玻璃容器固定在盛有80℃热水(恒温)的烧杯上,进行实验。
试回答:(1)实验过程中你所观察到的现象是:白磷燃烧,产生大量______;活塞先向______移动再向_______移动,最终停在刻度_______处。
(2)由此实验你可以得出的一条结论是__________________________。
3.某同学利用如图所示的装置测定空气中氧气的含量(体积分数)。
他的操作过程如下(有100mL和500mL量筒供选用):(1)检查整个装置的气密性后,将c处的止水夹夹紧,点燃红磷后,迅速插入左边的广口瓶中;(2)待燃烧停止,整个装置充分冷却至室温后,将c处的止水夹打开。
结果发现烧杯中的水进入到广口瓶中;(3)待烧杯中的水不能再进入广口瓶后,打开广口瓶的橡胶塞,将广口瓶中的水全部倒入到100mL量筒中,测得其中水的体积为76ml。
(4)该同学又设法准确地测定了实验前原广口瓶中........空气的体积,数据为400mL。
回答下列问题:(1) 红磷燃烧的现象是;反应文字表达式为。
(2) 该同学测得的空气中氧气的体积分数为_____%。
科学探究《测定空气里氧气含量的探究》1、下面几位同学是测量空气中氧气体积含量的几个实验,请你参与他们的实验探究:【实验一】小强采用A图所示的装置进行实验:在由两个注射器组成的密闭系统中留有25mL空气,给装有细铜丝的玻璃管加热,同时缓慢推拉两个注射器活塞,至玻璃管内的铜丝在较长时间内无进一步变化时停止加热,待冷却至室温,将气体全部推至一个注射器内,观察密闭系统内空气体积变化(已知铜能与空气中的氧气反应)(1)在实验加热过程中,交替缓慢推动两个注射器活塞的目的是。
(2)小强测得实验结果,空气中氧气的体积分数小于20%,造成该实验出现误差的原因可能是。
(填序号)①读数时没有冷却至室温;②加入铜丝量太少;【实验二】:小红采用B图所示的装置进行实验:实验过程如下:第一步:将集气瓶容积划分为五等份,并做好标记。
第二步:用放大镜点燃燃烧匙内的红磷。
第三步:待红磷熄灭并冷却后,打开弹簧夹,发现水被吸入集气瓶中,进入集气瓶中水的体积约为集气瓶总容积的五分之一。
请回答下列问题:(1)集气瓶中剩余的气体主要是。
(2)根据实验推断集气瓶中剩余气体的性质有。
【实验三】小华同学打算采用C图所示的装置进行实验:设计如下方案:选用实际容积为25mL的试管作为反应容器,将过量的白磷放入试管,用橡皮塞塞紧试管,通过导管与注射器(注射器的容积为40ml,且润滑性很好)相连,注射器的前沿停在20ml刻度处。
(假设此实验能够按照小华的设想正常进行,白磷所占体积与导管内的气体体积忽略不计,且两个容器间的导管足够粗,保持空气正常流动。
)请回答下列问题:(1)实验前,打开弹簧夹,将注射器活塞前沿从20mL刻度处推至15mL刻度处,然后松开手,若活塞仍能返回至20mL刻度处,则说明;(2)若先夹紧弹簧夹,用酒精灯加热白磷,燃烧结束,试管冷却后再松开弹簧夹,观察到的现象为。
2、某实验小组对教材内测量空气中氧气体积分数的实验进行改进,并取得成功(装置如图)。
命题点3空气中氧气含量的测定1.实验室用燃烧法测定空气中氧气的含量,最适宜选用的可燃物是()A.红磷B.硫黄C.木炭D.蜡烛2.右图装置常用来测定空气中氧气的含量。
下列对该实验的认识正确的是()A.红磷燃烧产生大量白色烟雾B.燃烧匙中的红磷可以换成细铁丝C.该实验可说明N2难溶于水D.红磷的量不足会导致进人集气瓶中的水的体积大于1/53.暖宝宝贴(主要成分为铁粉、木炭粉、食盐)的热量来源于铁粉的氧化。
小涛同学设计使用暖宝宝贴来测定空气中氧气的含量,实验开始前的装置如图所示,实验后从量筒中流入玻璃瓶(容积为250 mL)中的水的体积为45 mL(铁粉生镑消耗的水忽略不计)。
下列说法错误的是( )A.实验前必须检查裝置的气密性B.通过本次实验测得空气中氧气的体积分数为18%C.若实验测得空气中氧气的体积分数偏低,可能是暖宝宝贴的使用数量不足D.必须等温度计的读数恢复至实验前的温度后才能记录量筒内剩余水的体积4. 蜡烛(足量)在图1所示的密闭的集气瓶内燃烧至熄灭,用仪器测出瓶内氧气含量的变化如图2所示。
下列判断正确的是()A.蜡烛燃烧前瓶内只有氧气B.氧气浓度小于一定值时,蜡烛无法燃烧C.过程中瓶内物质总质量不断减少D.蜡烛熄灭后瓶内只剩二氧化碳气体5. 某化学兴趣小组的同学在教师的指导下,正确完成如下图所示的两个实验。
已知所用实验装置气密性良好。
关于该实验,有如下说法:①红磷熄灭并冷却后才能打开弹簧夹;①点燃酒精灯加热铜丝,可观察到铜丝由红色变成黑色;①停止加热后即可读出注射器内气体的体积约为24 mL;①实验取用铜丝质量的多少不会影响实验结果;①两个实验均能证明空气是混合物;①两个实验均能证明空气中约含1/5体积的氧气。
其中正确的说法有()A.2个B.3个C.4个D.5个6.图I所示装置可用于测定空气中氧气的含量,其中与集气瓶相连的压强传感器等电子设备能将集气瓶内气体压强精确地记录并保存下来。
图2、图3是用该装置测得的红磷和木炭分别在集气瓶中燃烧的压强一时间关系图(该装置气密性良好,p0是集气瓶内初始气压,p和p’分别是二者反应结束后恢复到室温时集气瓶内的气压)。
空气中氧气含量的测定1.空气中按体积计算,含量最多的气体是()(A)氧气(B)氮气(C)二氧化碳(D)稀有气体2.在100升空气里氮气的体积大约是()(A)78升(B)78% (C)21升(D)21% 3.空气中氧气与氮气的体积比约为()(A)4:1 (B)1:4 (C)1:5 (D)4:54.排放到空气中的有害物质,大致可分为()(A)一类(B)两类(C)三类(D)四类5.造成大气污染的有害气体是()(A)氮气、氧气(B)稀有气体、二氧化碳(C)、一氧化碳、二氧化硫(D)氮气、二氧化碳6.下列情况一般不造成空气污染的是()(A)煤燃烧生成的烟(B)汽车排气生成的烟雾(C)人呼出的二氧化碳(D)放鞭炮产生的烟雾7.将下列数据(在空气中的体积分数)序号填入有关物质后面的括号内。
(A)78% (B)21% (C)0.94% (D)0.03%(1)二氧化碳()(2)氧气()(3)氮气()(4)稀有气体()8.下列说法正确的是()(A)空气的成分是比较固定的,主要由氮气和氧气组成(B)空气中氧气的质量占21%,氮气占78%(C)在通常状况下,无色、无味气体一定是空气(D)空气是一种单一的物质,它是由空气一种成分组成9.桌子上入一个空烧杯,烧杯内()(A)是氮气(B)是氧气(C)是空气(D)没有物质10.证明空气成分的科学家是()(A)法国的拉瓦锡(B)瑞典的舍勒(C)英国的道尔顿(D)英国的普利斯特里11.下列排放到空气中的物质,不使空气受到污染的是()(A)煤燃烧产生的烟(B)石油化工厂排放的废气(C)汽车排出的尾气(D)植物光合作用放出的气体空气中氧气含量的测定实验拓展:1、如图,用红磷燃烧来测定空气中氧气的含量,发生的实验现象是:(1) (2)写出红磷燃烧的文字表达式2、实验室用如图装置测定空气中氧气含量,在一端封闭的粗玻璃管内放足量白磷,用胶塞塞住,并推入到玻璃管中部,记下位置.置于90℃的开水上方加热白磷,白磷燃烧,现象是,胶塞向移动,待装置冷却,胶塞逐渐向移动,最后停留在刻度为处,根据该实验得出的结论是:3、某化学兴趣活动小组为测定空气中氧气的含量,进行如下探究实验:小军的装置(1)如图所示,在一个具有刻度和可以滑动的活塞的玻璃容器中放入一粒白磷(白磷燃烧所需的最低温度为40℃),将玻璃容器固定好,放在盛有85℃热水的烧杯上.请回答下列问题:①实验中可以看到玻璃容器内白磷燃烧时的现象是,该反应的文字表达式是实验结束后,恢复至常温,活塞应停在刻度处,出现该现象的原因是:,从而使玻璃容器内的气体体积(填“增大”、“减小”或“不变”).②玻璃容器内余下的气体主要是③此反应中白磷要过量,目的是除尽(2)小军根据燃烧红磷测定空气中氧气含量的实验原理,认为可用木炭代替红磷测定空气中氧气的含量,并按右图装置进行实验.他依据的实验原理可能是①小军检查装置气密性后,将盛有足量红热木炭的燃烧匙迅速伸入集气瓶中,并把塞子塞紧,待红热的木炭熄灭并冷却至室温后,打开弹簧夹,并未发现倒吸现象.经过认真分析,小军发现实验失败的原因是(答一条)②小军反思上述实验的探究过程后认为:用燃烧法测定空气中氧气含量的实验时,在药品的选择或生成物的要求上应考虑的是(答一条)。
实验1 空气中氧气含量的测定考点精练1.实验室用红磷燃烧来粗略测定空气中氧气含量的装置。
写出红磷燃烧的符号表达式___________。
因为木炭燃烧会产生新气体,所以一般不用木炭。
巴蜀兴趣小组的同学查阅了资料:二氧化碳会与氢氧化钠溶液发生化学反应,实验室常用氢氧化钠溶液来吸收二氧化碳。
蜡烛或者木炭在密闭的集气瓶中燃烧,氧气浓度不断变小的同时,会有一氧化碳气体生成。
常温下一氧化碳难溶于水,且不与氢氧化钠溶液反应。
(交流与讨论)根据以上资料回答下列问题:(1)有同学提议选用木炭替代红磷做实验,在集气瓶底部预先放少量氢氧化钠溶液吸收生成的二氧化碳气体,小华觉得不可行,其主要原因是___________。
(2)(实验改进2)食品脱氧剂(以铁粉为主的物质组成)能通过化学反应除去密闭包装袋中的氧气,使食品处于无氧状态。
同学们尝试用食品脱氧剂进行实验来测定空气中氧气的含量。
下表是实验过程中记录的有关数据:①脱氧剂发生复杂的化学反应,首先是铁粉与氧气、水反应生成氢氧化亚铁固体,写出该反应的符号表达式___________。
②根据表中实验数据进行推算,广口瓶中氧气的体积分数约为___________(结果精确到0.1%)(3)小亮同学想用镁条代替红磷测定空气中氧气的含量,但他在做镁条在空气中燃烧的实验时,发现镁条燃烧除生成白色固体(MgO)外,还有少量的淡黄色固体生成。
这种淡黄色固体是什么呢?小亮在老师的指导下进行了有关实验探究。
(实验探究)将该淡黄色固体投入到盛有水的烧杯中。
(实验现象)在烧杯中产生白色沉淀,并有刺激性的氨味气体产生。
(教师指导)上述反应产生的白色沉淀为Mg(OH)2,生成的气体为NH3;反应过程中没有任何元素化合价的改变。
①由实验中淡黄色固体和水的反应可判断此淡黄色固体中肯定含有某两种元素,若它仅由这两种元素组成,其化学式为___________。
②小亮___________(填“能”或者“不能”)用镁条代替红磷来测定空气中氧气的含量;③空气中N 2的含量远大于O 2的含量,可是镁条在空气中燃烧只生成少量的淡黄色固体,由此得出的一个结论是___________。
《空气中氧气含量的测定》实验专题复习知识梳理 空气中氧气含量的测定如右图所示。
1、可观察到的现象是 磷燃烧有大量白烟生成,打开止水夹后水进入集气瓶内大约1/5体积处 。
2、该实验设计的原理是利用 红磷燃烧耗尽密闭容器中1/5体积的氧气,使容器内压强减小,导致水被吸入集气瓶内大约1/5体积。
反应方程式为:4P + 5O2 = 2P2O5 。
3【实验步骤】1)在集气瓶内加入少量水(用于溶解生成的五氧化二磷,同时吸收燃烧产生的热,有利于瓶内降温),把集气瓶剩余容积划分为5等分,并做上记号。
2.用止水夹夹紧乳胶管。
把燃烧匙内的红磷放在酒精灯火焰上点燃,立即伸入瓶中并把塞子塞紧。
观察红磷燃烧时的现象。
3.待红磷熄灭并冷却后,打开止水夹,观察实验现象及水面的变化情况。
4【实验现象】红磷燃烧时发出黄白色火焰,同时放出热量,随着反应的进行,瓶内充满白烟。
待集气瓶冷却到室温时,打开止水夹,烧杯中的水被吸进集气瓶中,进水的体积恰好近似于集气瓶中原空气体积的1/5。
5【注意事项】 1.装置不能漏气。
2.红磷要过量,以保证瓶内的氧气耗完。
3.点燃红磷后要立即伸入集气瓶中,并塞紧塞子,不能使外界空气进入瓶内。
4.止水夹要夹紧,防止红磷燃烧时气体膨胀使瓶中气体从导管逸出。
5.等到集气瓶冷却到室温时再打开止水夹,防止瓶内气温高于外界气温,使进入瓶内的水减少 6【实验分析】实验后若结果偏小,可能的原因有红磷量过少 、装置气密性不好 、没有冷却到室温就打开止水夹 。
实验后若结果偏大,可能的原因有止水夹没有夹紧 、燃烧匙伸入集气瓶过慢 。
7、实验时选择的可燃物需具备以下条件:(1)能在空气中燃烧 (如铁丝不行);(2)燃烧时只消耗氧气 (如镁带不行);(3)生成物不能为气体 (如硫粉、木炭等不行)。
8、该实验还可推出,瓶内剩余4/5体积的气体是氮气 ,其物理性质有无色无味、难溶于水 ;化学性质有不燃烧也不支持燃烧 。
9其他常见变形装置如下图:装置形式虽然不同,但原理都是相同的,即用燃烧法测定空气中氧气的含量。
第二单元“测定空气中氧气的含量”专题训练1、用下图A所示装置测定空气中氧气的含量。
(1)实验时,取下橡胶塞,点燃红磷迅速伸入集气瓶中并塞紧橡胶塞,这时看到的现象是。
(2)小倩设计了如下图B所示的改进装置,其优点是(只写一点)。
从理论上分析,玻璃管内液面最终将上升至处(填1、2、3、4),但实验测结果液面往往偏低,其原因可能是。
(只写一条)2、研究性学习小组的同学为探究空气中氧气的体积分数,设计了如下图所示装置。
请根据图示实验完成下列问题:(1)闭合电源开关,可以观察到白磷____________。
(2)装置冷却到室温时,可观察到U形管内左侧液面_____________。
(3)通过这个实验得出的结论是____________。
(4)此实验还可推知反应后剩余气体的两点性质是____________。
3、某同学为测定空气里氧气的含量,设计了如图所示的实验装置。
该同学在“金属梯”的每一步的凹处放置一颗用滤纸吸干水后的白磷,用放大镜会聚6V手电筒光于靠近水面的一步“金属梯”处的白磷上。
请回答。
(1)一段时间后,可观察到的现象是(2)“金属梯”的每一步上都放置一小颗白磷与只靠近水面的一步“金属梯”处放一大颗白磷相比,优点是。
4、下面是测量空气中氧气体积含量的两个实验:实验1:在集气瓶内事先装少量水,余下的容积分成五等份,做好标记(如图A)。
在带橡皮塞和导管的燃烧匙内装入足量的红磷,用弹簧夹夹紧乳胶管,点燃燃烧匙内的红磷,立即伸入集气瓶内,塞紧橡皮塞。
待红磷熄灭并冷却到室温后,打开弹簧夹。
实验2:将试管的容积分成五等份,做好标记(如图B)。
在试管中加入一小块(足量)白磷,用橡皮塞塞紧试管口,将试管放入热水中,使白磷燃烧。
待白磷熄灭并冷却到室温后,将试管倒立于盛有室温下水的水槽中,并在水中将橡皮塞取下。
A B(1)在实验2中,在水中而不在空气中取下橡皮塞的原因是;(2)从测定结果分析,上述实验中效果较好的是哪一个?写出另一个实验的两点不足。
专题---空气中氧气含量的测定实验过关测试题一选择题1.实验室中为测定空气中氧气的体积分数,利用如图1所示的装置,若要实验成功,下列说法正确的是()A.可以用碳粉代替红磷B.装置气密性要好C.实验中红磷的用量可以任意量D.红磷一熄灭就可以打开夹子2.如图2所示装置可用于测定空气中氧气的含量。
下列说法错误的是()A.足量的白磷和装置气密性是实验成功的保证 B.实验成功标志是集气瓶中水面最终停在接近1处 C.用激光笔点燃白磷可防止测量数据的不准确性 D.实验过程中集气瓶的液面先上升后下降3.利用如图3装置验证了空气中氧气的含量。
下列叙述不正确的是()A.实验前需检查装置气密性 B.白磷可以用碳粉代替C.白磷熄灭、试管冷却后再打开止水夹 D.最终量筒中液面约降至24mL刻度线处4.用如图4装置可验证空气中氧气的体积分数。
下列关于该实验的说法不正确的是()A.利用了铜丝的导热性 B.氮气不与红磷反应且难溶于水 C.实验过程中右侧玻璃管液面高度一直保持不变 D.实验成功的标志为左侧玻璃管内液面约上升到刻度1处5.某化学小组利用如图5所示实验装置测定空气中氧气的含量(生石灰与水反应会放出热量,注射器活塞开始停在50mL刻度处。
部分固定装置已略去)。
关于该实验有下列说法:①向烧杯中加水是为了提高温度,使白磷燃烧;②白磷燃烧会放出大量的白雾;③白磷的量不足,会使测定的结果偏大;④实验中可观察到,注射器的活塞先向右移动,后向左移动;⑤若试管内净容积为50mL,白磷足量,反应后冷却至室温,活塞停止在30mL附近。
以上说法,其中正确的个数是()A.1个 B.2个 C.3个 D.4个6.如图为“用红磷测定空气中氧气含量”的装置。
左右两边活塞距离为20cm,活塞可以自由移动(密闭体系内除空气外其他物质体积忽略不计)。
下列说法正确的是()A.红磷燃烧后产生大量白色烟雾B.氧气含量指的是“氧气质量分数”C.实验结束后活塞之间的距离约为4cm D.缓慢来回推动活塞可以提高实验结果的精确度7.某小组设计如图装置测定空气中氧气的体积分数。
《空气中氧气含量的测定》实验专题复习知识梳理 空气中氧气含量的测定如右图所示。
1、可观察到的现象是 磷燃烧有大量白烟生成,打开止水夹后水进入集气瓶内大约1/5体积处 。
2、该实验设计的原理是利用 红磷燃烧耗尽密闭容器中1/5体积的氧气,使容器内压强减小,导致水被吸入集气瓶内大约1/5体积。
反应方程式为:4P + 5O2 = 2P2O5 。
3【实验步骤】1)在集气瓶内加入少量水(用于溶解生成的五氧化二磷,同时吸收燃烧产生的热,有利于瓶内降温),把集气瓶剩余容积划分为5等分,并做上记号。
2.用止水夹夹紧乳胶管。
把燃烧匙内的红磷放在酒精灯火焰上点燃,立即伸入瓶中并把塞子塞紧。
观察红磷燃烧时的现象。
3.待红磷熄灭并冷却后,打开止水夹,观察实验现象及水面的变化情况。
4【实验现象】红磷燃烧时发出黄白色火焰,同时放出热量,随着反应的进行,瓶内充满白烟。
待集气瓶冷却到室温时,打开止水夹,烧杯中的水被吸进集气瓶中,进水的体积恰好近似于集气瓶中原空气体积的1/5。
5【注意事项】 1.装置不能漏气。
2.红磷要过量,以保证瓶内的氧气耗完。
3.点燃红磷后要立即伸入集气瓶中,并塞紧塞子,不能使外界空气进入瓶内。
4.止水夹要夹紧,防止红磷燃烧时气体膨胀使瓶中气体从导管逸出。
5.等到集气瓶冷却到室温时再打开止水夹,防止瓶内气温高于外界气温,使进入瓶内的水减少 6【实验分析】实验后若结果偏小,可能的原因有红磷量过少 、装置气密性不好 、没有冷却到室温就打开止水夹 。
实验后若结果偏大,可能的原因有止水夹没有夹紧 、燃烧匙伸入集气瓶过慢 。
7、实验时选择的可燃物需具备以下条件:(1)能在空气中燃烧 (如铁丝不行);(2)燃烧时只消耗氧气 (如镁带不行);(3)生成物不能为气体 (如硫粉、木炭等不行)。
8、该实验还可推出,瓶内剩余4/5体积的气体是氮气 ,其物理性质有无色无味、难溶于水 ;化学性质有不燃烧也不支持燃烧 。
9其他常见变形装置如下图:装置形式虽然不同,但原理都是相同的,即用燃烧法测定空气中氧气的含量。
(注意:该实验应从1、实验现象的描述;2、实验原理;3、实验的改进;4、药品的选择;5、实验推断的性质等五个方面去掌握)点燃典例解析 例1.(2012荔湾区)右图1所示装置可用于测定空气中氧气的含量,实验前在集气瓶内加入少量水,并做上记号。
下列说法中不正确的是 ( )A .该实验证明空气中氧气的含量约占1/5B .实验时红磷一定要过量C .实验前一定要检验装置的气密性D .红磷燃烧产生大量的白雾,火焰熄灭后立刻打开弹簧夹 解析:D 中红磷燃烧产生大量白烟。
保证实验成功的关键是:①装置不漏气,只有装置气密性良好才能使得反应后装置内的压强显著减小,水才能进入到瓶子中。
②红磷足量才能将氧气消耗完毕,测量结果才准确。
③火焰熄灭后待装置冷却后再打开止水夹,否则由于热胀冷缩缘故会使测量结果不准确。
④红磷不能使用硫磺、木炭来代替,因为硫磺、木炭燃烧后生成的二氧化硫、二氧化碳为气体,不能使装置内气体压强显著减小,如使用硫磺或木炭则必须在水中加入氢氧化钠。
答案:D例2.(2011天河区)右图2是一个具有刻度和活塞可滑动的玻璃容器,其中有空气和足量的白磷,将它放在盛有沸水的烧杯上方,进行实验。
请完成实验报告:(1)实验目的:测定空气中 的体积分数。
(2)实验现象:白磷着火燃烧,活塞先右移,后左移,最后停在刻度约为 (填整数)的位置上。
(3)实验结论:空气的成分按体积计算, 约占1/5。
解析:(1)氧气(2)8(3)氧气 提示:白磷燃烧 放热气体体积膨胀故活塞先向右移动,当温度降下后气体体积缩小活塞左移。
例3 (2011广州卷).某班同学用右图装置测定空气里氧气的含量。
先用弹簧夹夹住乳胶管。
点燃红磷伸入瓶中并塞上瓶塞。
待红磷熄灭并冷却后,打开弹簧夹,观察 广口瓶内水面变化情况。
实验完毕甲同学的广口瓶内水面上升明显小于瓶内空气体积的1/5,乙同学的广口瓶内水面上升显大于瓶内空气体积的1/5。
下列对这两种现象解释合理的是( )①甲同学可能使用的红磷量不足,瓶内氧气没有消耗完;②甲同学可能未塞紧瓶塞,红磷熄灭冷却时外界空气进入瓶内;③乙同学可能没夹紧弹簧夹,红磷燃烧时瓶内空气受热从导管逸出;④乙同学可能插入燃烧匙太慢,塞紧瓶塞之前,瓶内空气受热逸出A.只有①③B.只有②④C.只有①②③D.①②③④解析:D例4、(2010花都区)为测定空气中氧气的含量,小华同学打算设计如下方案:选用实际容积为40 mL 的试管作反应容器,将过量的白磷放入试管,用橡皮塞塞紧试管口,图 1图2图9 通过导管与实际容积为60 mL 且润滑性很好的针筒注射器组成如右图的实验装置。
假设此实验能按照小华的设想正常进行,且白磷所占体积与导管内的气体体积忽略不计,请回答下列问题:(1)实验前,打开弹簧夹,将注射器的活塞前沿从20 mL 刻度处推至15mL 刻度处,然后松手,若活塞仍能返回至20mL 刻度处,则说明_________。
(2)若先夹紧弹簧夹,用酒精灯加热白磷,燃烧结束,等到试管冷却后再松开弹簧夹。
可观察到的现象为______。
(3)若不使用弹簧夹,用酒精灯加热白磷,充分反应直至燃烧结束,试管冷却。
可观察到的现象为_____。
(4)若按小华的设想进行实验,实际可能遇到诸多问题而发生危险,造成实验失败。
例如__________ __。
解析:(1)装置的气密性好(2)白磷燃烧,产生白烟,活塞前沿在约12 mL 的刻度线上 (3)白磷燃烧,产生白烟,活塞先向右移动,最终稳定在约8 mL 的刻度线上(4)橡胶塞弹出、试管爆裂、注射器活塞弹出等例5(2012·广州)某化学兴趣小组的同学按照课本上的实验装置做“测定空气中氧气的体积分数”实验(如图8所示),但测出的氧气的体积分数明显小于1/5。
请你参与探究:【提出问题】造成误差的原因是什么?如何改进课本上的实验装置? 【查阅资料】红磷、白磷的一些性质如下表:颜色、状态 熔点/℃ 着火点/℃ 密度/(g/cm 3) 红磷暗红色固体 590 240 2.34 白磷白色或黄色固体 44.1 40 1.82 【猜想与假设】甲同学:可能是导管内原含有空气,后来留有吸入的水,影响实验的准确性。
乙同学:可能是瓶内残留气体中还有氧气。
你还能作出的猜想是 。
【交流与讨论】(1)丙同学认为用木炭代替红磷,就可以消除误差,大家认为他的猜想不合理,理由是 。
(2)他们对课本上的实验装置进行了图9所示的改进(其他仪器忽略)。
① 甲同学提出应把红磷换为白磷,理由是 。
② 通过粗铜丝来点燃玻璃管内的白磷,这利用了金属铜的 性。
③ 与课本上的实验装置相比较,该装置的一个优点是 。
解析:【猜想与假设】装置气密性不好(或红磷用量不足;或没有冷却到室温就打开止水夹等)【交流与讨论】(1)木炭在空气中燃烧生成二氧化碳气体,使反应前后气体体积变化不明显 (2)① 白磷的着火点低,容易用铜丝点燃(或红磷着火点高,不易被铜丝点燃等)② 导热性 ③可以保证反应过程中装置不漏气(或可以保证在相同的压强下测定反应前后气体的体积,不会污染空气等)例6(2011天津市)空气、水是人类赖以生存的自然资源。
(1)测定空气中氧气体积分数的实验装置如下图所示。
在集气瓶内加入少量的水,并五等分水面以上的容积,做上记号。
用弹簧夹夹紧乳胶管。
点燃燃烧匙内足量的红磷后,立即伸入瓶中并把塞子塞紧。
①写出红磷在空气中燃烧的化学式:。
②待红磷熄灭并冷却后,打开弹簧夹,观察到烧杯中的水进入集气瓶,瓶内水面最终上升约至1刻度处。
由此可知氧气约占空气总体积的。
③红磷熄灭后,集气瓶内剩下的气体主要是,该气体(填“支持”或“不支持”)燃烧。
解析:① 4P+5O22P2O5 ②③氮气不支持例7(2011广州市)按右图组装仪器,关闭止水夹,通电使红磷燃烧。
请回答下列问题:(1)燃烧的现象是;(2)红磷燃烧一段时间后,自动熄灭了,你认为原因是;(3)冷却后,松开止水夹,你观察到的现为解析(1)红磷继续燃烧,产生白烟,火焰慢慢熄灭(2)集气瓶内的氧气已消耗完(3)烧杯里的水倒吸到集气瓶内(或烧杯的水面下降),集气瓶中的水约占集气瓶容积(3)通过对实验结果的交流,大多数同学都验证出氧气约占空气体积的______.通过实验还可以推断集气瓶中剩余气体的性质是______.[反思]该实验和拉瓦锡所做实验的共同原理是:在密闭容器内通过加热或燃烧某种可燃物,消耗容器内的氧气,使密闭体系内外形成______,而引起的现象差异来分析空气中氧气的含量.(3)1/5,;难溶于水.【反思】气压差.某校化学研究性学习小组在学习了“空气中氧气含量测定”的基础上,改进了教材中的实验,设计出了如图所示的实验装置.实验步骤如下:①如图所示,连接仪器,检查装置的气密性.发现装置的气密性良好.②在集气瓶里装进适量a体积的水,燃烧匙里放一块白磷(白磷燃烧所需要的最低温度是40℃),并在酒精灯上把玻璃棒下端加热,按图示装置把集气瓶中的空气密封起来,把长导管的另一端放入盛有足量水的烧杯中.(注:集气瓶内的长导管已伸到了瓶底)③用力把预先加热过的玻璃棒按下与白磷接触,观察到白磷立即着火燃烧,产生大量白烟,同时放出大量的热.(注:白磷与红磷燃烧的产物相同)④待白磷燃烧熄灭后,稍加振荡,白烟消失.⑤待集气瓶完全冷却至室温,量出集气瓶中水的体积是b,整个集气瓶的体积是c.⑥根据a、b、c三个数据,计算出空气中氧气的体积分数.根据以上信息,回答下列问题.(1)集气瓶中白磷燃烧的文字表达式磷+氧气=五氧化二磷(2)在白磷开始燃烧到最后熄灭的过程中,集气瓶内水面的变化情况是先往下再往上(3)若实验非常成功,当c为500mL,a=100mL,则b= 180mL.(4)组内成员小张对“实验前集气瓶里要装进适量a体积的水”非常不理解.咨询了组长小明之后,他终于明白“a体积的水”的作用,其一是为了加快⑤步骤中集气瓶的冷却速度;其二则主要是防止白磷燃烧时集气瓶中气体受热膨胀逸出(5)在上述实验中,下列操作的实施和实验现象的出现,会导致实验最后产生的实际值大于理论值的是 B A、装置气密性不好B、实验前集气瓶里没有装a体积的水C、集气瓶没有冷却到室温D、用红磷代替白磷(红磷燃烧所需要的最低温度在240℃左右)解:(1)写文字表达式时,白磷要写成“磷”,不要把条件写成“燃烧”;(2)白磷燃烧时会放出大量的热,集气瓶内空气受热体积膨胀,气压增大,使集气瓶内的水沿玻璃管流入烧杯内;燃烧停止后,温度下降,瓶内气压减小,烧杯中的水就会沿着玻璃管再流入集气瓶内;(3)白磷燃烧只消耗空气中的氧气:,集气瓶内空气为500-100=400mL,由于氧气约占空气总体积的1/5 ,所以消耗掉氧气的体积为80mL,则烧杯中的水会进入集气瓶内约80mL,所以集气瓶内水的总体积为100+80=180mL.(4)集气瓶内预先装入适量的水,使白磷燃烧时集气瓶内气压不会过度增大,不至于使集气瓶中气体受热膨胀而逸出.(5)“装置气密性不好”与“集气瓶没有冷却到室温”都会导致进入集气瓶内水的体积减少,从而导致实验最后产生的实际值小于理论值;用红磷代替白磷后生成物仍然是只有五氧化二磷生成,所以不影响实验结果;如果实验前集气瓶里没有装a体积的水,会使集气瓶中气体受热膨胀而逸出,从而导致瓶内气压减小幅度过大,使进入水的体积变大,所以实验最后产生的实际值大于理论值.点评:空气中氧气含量的测定也是中考考查的一个热点,重点考查实验过程中看到的现象以及导致实验结果偏大或偏小的原因.未来中考对该实验的考查将会不断创新,例如,在药品上,用NaOH溶液代替水,则用木炭、硫粉等代替红磷也可以完成该实验;在热源上用电阻丝通电产生热量、用放大镜汇聚太阳光产生能量代替酒精灯完成实验;在装置上用注射器、活塞、圆筒状玻璃容器、U型管等.但不管如何创新,同学们只要深刻理解该实验的原理,即可顺利解题.空气主要是由氮气和氧气组成的混合物,请你参与研究性小组有关空气成分测定和性质的实验探究。