内容正文:
化学探究-测定氧气体积分数
班级__________ 座号_____ 姓名__________ 分数__________
一、测定氧气的体积分数
1. (2023年嘉兴秀洲一模)某化学小组测定空气中氧气的体积分数。用四硫化钠(Na2S4)固体可替代红磷测定空气中氧气的体积分数。反应原理为:2Na2S4+O2+2H2O=8S↓+4NaOH。
小资料:四硫化钠(Na2S4)与氧气、水反应生成难溶于水的固体硫(S)和易溶于水的氢氧化钠。
【实验过程】
①取部分四硫化钠固体加入试管中,再加入适量的水,塞紧橡胶塞,充分振荡。测量液面至橡胶塞下沿的距离,记录数据h1(如图1所示)。
②将该试管插入水中(如图2所示),拔下橡胶塞,观察到______,待装置冷却到室温后,塞紧橡胶塞。将试管取出,倒转过来,测量液面至橡胶塞下沿的距离,记录数据h2。
③按照①和②再重复实验2次、3次实验数据如下表所示。
第1次
第2次
第3次
h1/cm
11.0
11.4
11.6
h2/cm
9.6
9.7
9.8
根据第3次实验数据,计算空气中氧气的体积分数为______%(结果精确到 0.1%)
【实验反思】已知空气中氧气的体积分数理论值为21%,与实验结果有较大偏差,可能原因是______(写出一条即可)
2. (2023年丽水云和一模)如图甲测定空气中氧气的体积分数实验,不易成功,科学兴趣小组对该实验进行了分析和反思。
(1)小科认为漏气是实验失败最主要的问题。在实验中由于有强烈的气压变化,对装置的气密性的要求比较高,检查气密性时,先将止水夹打开,将导管放入水中,双手握住集气瓶,当观察到导管口有气泡产生后,放开双手,等待一段时间,如果观察到___________,则证明气密性良好,可以实验。
(2)图乙用放大镜会聚阳光来引燃红磷,与图甲将红磷在瓶外点燃后再放入集气瓶相比,你认为图乙操作的优点是___________。
(3)小明认为实验时从烧杯中倒吸进入集气瓶的水也可以起到吸热作用,所以,集气瓶内不需预先装入水,也无需使用止水夹,于是他利用图丙装置进行实验。请分析小明利用该装置测量出的氧气体积分数___________(选填“偏大”或“偏小”),理由是___________。
3. (2022年温州龙港二模)某食品脱氧剂中的主要成分是铁粉,铁粉的除氧效果如何呢?某实验小组通过测定铁生锈时消耗的氧气的体积分数来判断除氧效果,做了如下实验:
①如图连接好装置,并检查装置的气密性。
②量取一定体积(记为V1)的红墨水倒入小烧杯里,将导管一端浸入液面以下,并将一有孔塑料片盖于烧杯口。
③在100毫升锥形瓶内放入一拱形有孔塑料片,将浸有饱和食盐水,内含铁粉、炭粉的食品干燥剂纸袋平铺在有孔塑料片上,并迅速塞紧橡皮塞。(食盐水和炭粉主要起加速反应的作用)
④实验结束后,测出小烧杯内剩余红墨水体积,记为V2.打开橡皮塞,继续往锥形瓶(含内容物)和导管内注满水,记录后加入的水的体积,记为V3。
⑤对实验装置干燥处理。重新称量与上述等量的铁粉和炭粉,重复再做2次实验。将实验数据填入右表,并计算。
(1)为提高实验的准确性,步骤四中若看到___________现象, 即可测量小烧杯内剩余红墨水的体积。
(2)锥形瓶内放的是拱形有孔塑料片而不是平的有孔塑料片的原因是___________。
(3)上述表格中,“★”为计算铁粉消耗的氧气的体积分数,其计算式为___________。(用V1、V2、V3来表示)。
4. (2023年杭州中考)小金利用如图甲所示装置(气密性良好)和试剂测定空气中氧气含量,集气瓶中空气的体积为,氧气传感器测得集气瓶内氧气的体积分数变化曲线如图乙所示。
(1)实验开始时,用酒精灯加热粗铜丝,其目的是___________。
(2)反应开始到止水夹打开前,集气瓶内可观察到的现象是___________。
(3)小金提出“倒吸入集气瓶中水的体积除以等于空气中氧气的含量”。据图乙分析,此说法___________(选填“正确”或“错误”),说明理由:___________。
5. (2023年温州文成一模)某兴趣小组用如图所示实验装置测定空气中氧气的体积分数,步骤如下:
①按图所示连接器材(锥形瓶的实际容积为 V mL) ,并检查装置的气密性。
②用注射器吸取 70℃硫酸铜溶液 V1 mL,然后将注射器针头上移到橡皮塞内,这样针头就被橡皮塞封闭了。拔掉橡皮塞,向锥形瓶里注入 70°C 硫酸铜溶液 V2 mL, 接下来,取足量的白磷放入燃烧匙的铜质小勺里,迅速塞进橡皮塞,观察现象。
③燃烧结束后,待锥形瓶内温度冷却到 70℃左右,立即用力把注射器针头下推,
使针头露出橡皮塞,注射器里的硫酸铜溶液喷