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专题03 空气 压轴培优专题训练(原卷版)
1.探究小组的同学为探究空气中氧气的体积分数,设计了如图1所示装置,白磷在空气中很容易燃烧,生成五氧化二磷固体。据图2回答下列问题:
(1)闭合电源开关,电阻丝后会发热,可以观察到白磷 ;
(2)装置冷却到室温,可观察到U型管内左侧液面 ;
(3)通过这个实验得出的结论是氧气约占空气体积的 ;
(4)实验完毕后,集气瓶内残余的气体主要是 ;
(5)小明同学由该实验得到启发,设计了如图2的实验,但是他看到的现象是水面并没有上升约,原因是 。
2.甲、乙、丙三同学在学完了第二单元后,对测定空气中氧气含量的实验非常感兴趣,想探究能否用其它物质来代替红磷完成该实验。他们选取了以下几种物质:铁丝、硫粉、木炭、镁条(镁是一种金属)。凭已有知识他们进行了讨论:
(1)甲同学首先认为不能用铁丝代替红磷。他的理由是 。
(2)乙同学认为也不能用硫粉、木炭代替红磷。他的理由是
。
(3)丙同学在认真思考乙同学的理由后认为:如果要用木炭来代替红磷而且实验要获得成功必须作一点小小的改进,他预先在集气瓶中装了一种物质,结果他实验成功了,你认为他预先在集气瓶中装的物质是 。
(4)对于镁条三同学凭已有的知识无法判断,他们于是进行了如下的探究:
他们用如图2所示装置和光亮镁条进行实验,将镁条点燃后迅速放入瓶中燃烧,观察到镁条发出耀眼的白光,有白色粉末状物质产生,冷却后打开止水夹,进入集气瓶中水的体积约占集气瓶容积的70%(实验过程中所有操作都是正确的)
冷却后水能进入集气瓶中的原因是
为了让实验取得成功,该同学进行实验时的第一步是 。在进行实验时,为了使镁条变得光亮他应进行的操作是 。
(5)如果镁条只和空气中的氧气反应,则进入集气瓶中水的体积最多超过其容积的五分之一,现进入集气瓶中水的体积约为其容积的70%,根据空气的组成可推出减少的气体中有氮气。问题:氮气为什么减少呢?假设一:氮气与瓶内其它物质反应而减少。假设二: 。 通过以上实验你认为能否用镁条代替红磷测定空气中氧气含量(填:“能”或“不能”)
(6)已知空气中氧气的体积分数为21%,小兰同学用如图3装置进行验证,实验后发现测得的氧气体积分数小于,请你帮她分析造成这种结果的可能原因(至少答两点): ,
(7)关闭止水夹a、b、c,使过量的红磷和木炭分别在盛有空气的等容积的甲、乙两瓶中同时燃烧,如图3所示,试回答:
①燃烧停止并冷却,若打开止水夹a、c后观察到的现象是 ;
②若打开止水夹b、c后观察到的现象是 ;
③若打开止水夹a、b、c后观察到的现象是 ,原因是 。
3.(1)实验是科学探究的重要方法。如图是测定空气中氧气含量实验的两套装置图,请结合图示回答有关问题。
①根据下表提供的实验数据,完成下表
硬质玻璃管中空 气的体积
反应前注射器中空气体积
反应后注射器中气体体积
实验测得空气中氧气的体积分数
30mL
10mL
4mL
②装置一和装置二中气球的位置不同 ,(填“装置一”或“装置二”)更合理,理由是 。
③若实验测得的结果偏小(氧气的体积分数小于21%),可能的原因有哪些?(列举两条) ; 。
(2)除用铜粉测定空气中氧气的含量外,我们还有其他测定方法。如装置三是用燃磷法测定空气中氧气体积分数的实验装置