内容正文:
2022山西
化学
核心三 初中必须掌握的化学物质
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命题点2
空气中氧气含量的测定
(10年3考)
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一、对空气成分的研究(2017.1)
普利斯特里在1774年用一个大凸透镜聚光对汞煅灰(氧化汞)加热,发现很快产生了水银和气体。他收集了这种气体,蜡烛在它里面能剧烈燃烧,这种气体就是氧气。
法国化学家_________在此基础上用定量的方法研究了空气的成分。
1.实验方法及原理:在曲颈甑(盛空气)里加热汞。
汞(银白色液体) 氧气 氧化汞(红色粉末)(消耗气体)氧化汞 汞 氧气(生成气体)
2.结论:空气由氧气和氮气组成,其中氧气约占空气总体积的_ ___,氮气化学性质不活泼,不燃烧也不支持燃烧。
拉瓦锡
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二、空气中氧气含量的测定(2021.7、2020.8D)
1.实验装置和原理:红磷在密闭的集气瓶中燃烧,消耗掉瓶内空气中的氧气,生成五氧化二磷固体,使集气瓶中的压强_______,水在大气压的作用下从导管进入集气瓶,进入水的体积约等于消耗掉氧气的体积。反应的化学方程式为_ ____________________。
减小
2.实验现象
(1)红磷燃烧,放热,_______________。
(2)装置冷却至室温后,打开弹簧夹,烧杯中的水进入集气
瓶内,进入集气瓶内的水的液面上升至刻度____处。
产生大量白烟
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3.实验结论:空气中氧气的体积约占空气总体积的_ ___。
【拓展】实验结束后,集气瓶内剩余气体的主要成分为________________,根据实验现象分析,该气体具有的物理性质是___________,化学性质是_____________________。
(或氮气)
难溶于水
不燃烧也不支持燃烧
4.误差分析
误差 原因 注意事项
测量结果偏小 _______________,氧气不能被耗尽 红磷要足量
___________,装置外的空气进入 实验前应检查装置的气密性
红磷的量不足
装置漏气
误差 原因 注意事项
测量结果偏小 未冷却至室温就打开弹簧夹,装置内气温偏高,压强偏大,导致进入瓶中的水的体积偏小 待集气瓶内气温冷却至室温后再打开弹簧夹
测量结果偏大 _________________,红磷燃烧时集气瓶内空气受热膨胀,顺着导管逸出 弹簧夹要夹紧
燃烧匙伸入过慢,装置内的气体受热逸出,导致进入瓶中的水的体积偏大 点燃红磷后应将燃烧匙快速伸入集气瓶中
续表
弹簧夹没有夹紧
5.能否选用铁丝、镁条、木炭及硫粉代替此实验中的红磷?
实验药品 能否代替红磷及原因分析
铁丝 不能,原因:_______________________
镁条 不能,原因:镁条不仅会和空气中的氧气反应,还会和空气中的氮气、二氧化碳发生反应
木炭、硫粉 不能,原因:在氧气燃烧,有气体生成,影响实验结果
【注意】将集气瓶中的水换成 溶液,可用硫代替红磷,硫粉与氧气反应生成的 能被 溶液吸收,能达到实验目的。
【总结】红磷替代品应满足的条件
铁丝在空气中不能燃烧
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(1)可燃物能在空气中燃烧。
(2)可燃物只能与空气中的氧气反应,不能与空气中的其他成分反应。
(3)反应的生成物是固体,或生成的气体能完全被瓶内溶液吸收。
6.装置改进与创新
(1)装置创新
①可用加热铜丝的方法测定(如图D),发生反应的化学方程式为_ _________________;
②也可利用铁生锈的原理测定(如图E),在实验时,通常将棉花换为活性炭和食盐,其目的是_______________;
③借助 形玻璃管也可粗略测定空气中氧气的体积分数。如图F所示,得出空气中氧气体积分数约为五分之一的实验现象是__________________________________。
、 、 、 四个实验装置始终保持密闭,通过光、电、热间接点燃白磷,其优点是___________________________。 装置中,最终活塞停在____刻度处。
(2)原理创新
对环境无污染且测量误差小
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加快铁的锈蚀
形玻璃管左侧液面上升至刻度4处
7.数字化实验
为了帮助同学们更好地理解空气中氧气含量测定的实验原理,老师借助现代化传感器技术,测得上述实验过程中容器内气体压强、温度、氧气浓度的变化趋势如图所示,其中代表压强变化趋势的是____曲线, 曲线表示_______变化。图中 段明显升高的原因是___________________________________。根据图