(练习)5 核心素养提升(一) 空气中氧气含量的测定 实验-【提分教练】2022-2023学年九年级化学上册同步(人教版)

核心素养提升(一) (“空气中氧气含量的测定”实验) 如图所示为实验室测定空气中氧气含量的常规测定装置。 1. 组装该装置遵循的原则是什么？ 答：由左到右。 2. 实验开始前应该先检验装置的气密性，如何操作？ 答：将塞子塞好，打开弹簧夹，将导管插到水中，双手紧握集气瓶，导管口有气泡冒出，松开手后，导管口形成一段稳定的水柱，说明气密性良好。 3. 实验完毕，若进入集气瓶中水的体积小于集气瓶中原空气总体积的1/5，你认为导致这一结果的原因可能是什么？ 答：(1)装置漏气；(2)红磷的量不足；(3)没有等装置冷却就打开弹簧夹进行观察。(合理即可) 4. 上面的实验同时证明了氮气的什么性质？ 答：氮气不燃烧也不支持燃烧，难溶于水。 探究一　某同学对实验进行反思后，提出了如下图所示的改进方法，你认为改进后装置的优点有哪些？ 答：装置密闭，避免了污染，也避免了气体外逸导致的实验误差。 探究二　该实验过程中，集气瓶内的压强是如何变化的？引起变化的原因是什么？ 答：先变大，后变小。 原因：红磷燃烧时放热，集气瓶内的压强变大，等装置冷却到室温后，因氧气被消耗，压强小于大气压。 探究三　1. 在此实验过程中能否用蜡烛代替红磷？请简述理由。 答：不能，因为蜡烛燃烧会产生二氧化碳气体，不能产生压强差。 2. 由此得出，在测定空气中氧气含量的实验中，选择反应物的主要依据有哪些？ 答：反应物易燃且只能与空气中的氧气反应，产物不能是气体。 拓展提升 转换法 在实验中，有很多物理量，由于其自身属性的关系，难以用仪器、仪表直接测量，或因条件所限，无法提高测量的准确度，这就可以根据物理量之间的定量关系和各种效应把不易测量的物理量转换成可以(或易于)测量的物理量进行测量，之后再反求待测物理量的量值，这种方法就叫转换测量法(简称转换法)。 1. 如图所示的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(　C　) A. 红磷燃烧发出黄色火焰，产生大量的白雾 B. 燃烧匙中的红磷可以换成细木炭粉 C. 该实验可以说明N2难溶于水，且化学性质稳定 D. 实验测定时未冷却到室温，会导致进入集气瓶中水的体积大于1/5 解析：A. 红磷燃烧发出黄色火焰，产生大量的白烟，而不是白雾；B. 木炭在空气中燃烧生成二氧化碳气体，虽除去氧气，但增加了新的气体，没有形成压强差，不能用来测定空气中氧气含量；C. 打开弹簧夹，烧杯中的水进入集气瓶，且进入的水约占集气瓶容积的1/5，水不再继续进入，说明氮气难溶于水，足量的红磷燃烧一段时间后熄灭，说明剩余的主要气体氮气不能燃烧，不能支持燃烧，化学性质稳定；D. 实验测定时未冷却到室温，此时剩余的气体在受热状态下，处于膨胀状态，占据了部分水的体积，会导致进入集气瓶中水的体积小于1/5。 2. 在利用红磷燃烧测定空气中氧气含量的实验中，用传感器记录集气瓶中压强、温度随时间变化的情况，如图所示。其中a是打开弹簧夹后的时刻。下列说法不正确的是(　B　) A. a点处的压强约等于大气压 B. 反应开始时压强增大是因为消耗氧气 C. a点的温度已经接近室温 D. a点后气压增大是由于水倒吸入集气瓶 解析：A. 由图中信息可知，a点处的压强约等于大气压；B. 反应开始时，红磷燃烧放热，温度升高，气体膨胀，压强增大；C. 为了使实验结果更准确，应该冷却至室温再打开弹簧夹，因此a点的温度已经接近室温；D. 打开弹簧夹后，水进入集气瓶，随着水的进入，压强增大，因此a点后气压增大是由于水倒吸入集气瓶。 3. 某化学兴趣小组设计了如图所示的实验装置，用于“测定空气中氧气的含量”，试管的容积为50 mL，注射器的活塞实验前停在25 mL处，容器内红磷足量。用酒精灯加热装置中的红磷，充分反应直至燃烧结束，试管冷却，可观察到装置中活塞最终停留的接近刻度是(　C　) A. 20 mL处 B. 15 mL处 C. 10 mL处 D. 5 mL处 解析：由试管的容积为50 mL，空气中氧气的体积分数约为1/5，可知空间中氧气约有10 mL，足量红磷将空间中的氧气全部消耗，约消耗了10 mL。冷却至室温，打开弹簧夹，总体积减少至65 mL，试管中空间为50 mL，注射器中活塞应停留至 15 mL 处。 4. 暖宝宝贴(主要成分为铁粉、木炭、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(铁粉生锈消耗的水忽略不计)。下列说法错误的是(　B　) A. 实验前必须检查装置的气密性 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