2024年中考化学专题复习测定空气中氧气含量的实验装置的改进

测定空气中氧气含量的实验装置的改进 改进实验装置 实验现象分析 红磷燃烧，冷却至室温后打开弹簧夹，注射器活塞向左移动，最终注射器内减少的气体体积约为左侧试管中原有空气总体积的。 白磷燃烧，冷却至室温后打开弹簧夹，烧杯中的水经导管进入集气瓶中，进入集气瓶内水的体积约占集气瓶容积的。 白磷燃烧，活塞先向右移动，后向左移动，冷却至室温后，活塞位于刻度“8”附近。 白磷燃烧，冷却至室温后，玻璃管内水面上升至刻度“1”附近，烧杯内水面下降。 实验时应交替推动注射器活塞，使氧气与铜丝充分反应，熄灭酒精灯，冷却至室温后将剩余气体推进一个注射器中，根据刻度读出剩余气体的体积，气体减少的体积即为装置内原有空气中氧气的体积，再将其与装置内原有空气的体积相比，就可得到空气中氧气的体积分数 用酒精灯充分加热一段时间，注射器活塞移动，熄灭酒精灯，将气球内气体排入玻璃管，待注射器活塞活塞稳定后，注射器内减少的气体体积约为密闭装置内原有空气总体积的。 【练习题】 1.某化学兴趣小组设计了如下图所示的实验装置，用于测定空气中氧气的含量。试管的容积为50mL,注射器的活塞实验前停在25mL处（弹簧夹关闭)，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，打开弹簧夹，可观察到装置中活塞最终停留的接近刻度是( ) A.20mL处 B.15mL处 C.10mL处 D.5mL处 2.为测定空气中氧气的含量，某同学将教材实验进行改进，改进后的实验装置如图所示(部分夹持装置已略去)，实验时引燃红磷后便熄灭酒精灯。下列有关改进实验的说法不正确的是 (　　) A.红磷燃烧的符号表达式可以表示为P+O2 P2O5 B.待红磷熄灭并冷却至室温，打开弹簧夹，注射器活塞向右移动 C.实验结束后试管内气体的主要成分为氮气 D.改进后的装置能减少测量误差，且对环境更友好 3.小亮同学设计了如图所示的装置测定空气中氧气的含量。下列关于该实验的说法错误的是 (　　) A.该实验利用了铜丝的导热性 B.红磷燃烧结束后，待装置恢复至室温时再读数 C.实验成功的标志为左侧玻璃管内液面约上升到刻度1处 D.实验成功的标志为左侧玻璃管内液面约上升到刻度4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下图所示，实验后从量筒中流入玻璃瓶(容积为250mL)中的水的体积为45mL(铁粉生锈消耗的水忽略不计)。下列说法中错误的是( ) A.实验前必须检查装置的气密性 B通过本次实验数据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能记录量筒内剩余水的体积 5.实验探究是科学探究的重要形式，请参与如下图所示关于测定空气里氧气的含量的探究活动并回答问题： (1)A装置是教材设计的“测定空气里氧气的含量”的实验装置。实验所需试剂是水和 (填物质名称)，实验前向集气瓶内加入少量水后将水面上方空间准确分为五等份，实验完毕，冷却至室温，打开弹簧夹，集气瓶中的实验现象是 。由此可得到 的结论 (2)集气瓶中剩余的气体主要是 。 (3)张华用A装置测定的氧气含量偏低，可能的原因是 (任写一点即可)。 (4)使用B装置也可测定空气中氧气的含量，进行实验时需交替缓慢推动两个注射器活塞的原因是 。实验结束后移开酒精灯，恢复到室温后读数即可计算出氧气含量，B装置的优点是 (任写一点即可)。 6.某实验小组利用如下图所示装置测量空气中氧气的体积分数并取得成功。 【查阅资料】白磷的温度达到40℃即可燃烧。 【提出问题】氧气体积约占空气总体积的多少？ 【实验准备】锥形瓶内空气体积为230mL,注射器中水的体积为50mL,该装置气密性良好。 【实验操作】装入药品，按上图所示连接好仪器，夹紧弹簧夹。先将锥形瓶底部放入热水中，白磷很快被引燃，然后将锥形瓶从热水中取出。 【实验现象分析】(1)实验中使用了足量的白磷，目的是 ,足量的白磷在锥形瓶中未能全部燃烧，说明瓶内剩余气体 燃烧（填“支持”或“不支持”)。写出白磷燃烧的文字表达式： 。 (2)在整个实验过程中，可观察到气球的变化是 。 (3)待白磷熄灭并冷却到室温后，打开弹簧夹，还可观察到的现象是：①注射器中的水自动向下喷射出来，②当注射器中的水还剩约 mL时停止向下流。 (4)如果实验后发现测定的氧气体积分数低于21%,实验中可能存在的原因是 。 (5)如果实验后发现测定的氧气体积分数高于21%,实验中可能存在的原因是 。 7.小明认为教室内空气中氧气含量比室外低，于是想用红磷测定教室内空气中氧气的体积分数。老师告诉他，足量的红磷燃烧并不能耗尽空气中的氧气，建议用一氧化氮气体代替红磷进行实验。 在老师的指导下，小明进行如图所示实验：用注射器获取V1毫升教室内的空气，通过导管缓缓地全部推入量筒，与量筒内足量的V2毫升一氧化氮气体混合，待充分反应后，读出量筒中剩余气体体积为V3毫升。 说明：①V1、V2、V3都是在与教室气温、气压相同的状态下测得。 ②一氧化氮难溶于水，也不与水反应。 ③同温同压下，在氢氧化钠溶液参与下，4体积一氧化氮与3体积氧气恰好完全反应，且产物能完全被溶液吸收。 (1)小明用气密性良好的注射器，获取V1毫升教室内空气的具体操作是　　　　　　　　。 (2)实验测得教室内空气中氧气的体积分数为　　　　　　　。(用V1、V2、V3表示)  8.二百多年前，法国化学家拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分。仿照这个著名实验的原理，某兴趣小组利用白磷燃烧测定空气中氧气的含量(实验过程及装置如图1所示)。 图1 (1)D试管内剩余的主要气体是氮气，本实验体现出该气体具有的化学性质是　 　　　　； (2)能否用木炭代替白磷进行实验，请判断并说明原因：　　 　　 ； (3)如图2所示，量筒内原有50 mL 的水，待白磷熄灭，试管冷却后再打开弹簧夹，最终量筒中液面约降至　　　　mL处(忽略导管中水的影响)；  (4)若实验结果测得氧气的含量小于五分之一，可能的原因是　 　(写一点)； (5)结合你的学习经验，若要寻找白磷的替代物测定空气中氧气的体积分数，该替代物应满足的条件是　　　　　　　　　 　， 　　　　　　(写两点)。 【答案及解析】 1.[答案] B [解析] 由试管的容积为50mL和空气中氧气的体积分数约为可知，试管中氧气约有10mL,红磷足量，可将试管中的氧气全部消耗，即约消耗10mL,冷却至室温，打开弹簧夹，总体积减少至65mL,故注射器的活塞应停留至接近15mL处。 2.[答案] B [解析] 待红磷熄灭并冷却至室温，打开弹簧夹，由于红磷燃烧消耗试管内的氧气，所以注射器活塞向左移动。 3.[答案] D [解析] 金属铜具有导热性，加热铜丝，可以引燃红磷；红磷燃烧结束后，待装置恢复至室温时再读数，否则会由于气体受热膨胀而导致实验结果偏小；氧气约占空气总体积的五分之一，实验成功的标志为左侧玻璃管内液面约上升到刻度1处。 4.[答案] B [解析] 实验前必须检查装置的气密性，A正确；铁生锈消耗氧气，使装置内的压强减小，进入瓶内水的体积就是消耗氧气的体积，玻璃瓶内空气的体积是250mL-20mL=230mL,进入瓶内水的体积是45mL,即氧气的体积是45mL,因此空气中氧气的体积分数=100%≈19.6%,B错误；只有足量的铁粉才能把瓶中氧气消耗完，使结果准确，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，C正确；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，使结果准确，D正确。 5. [答案] (1)红磷 水沿导管进入集气瓶，且进人集气瓶内水的体积约占集气瓶内空气总体积的氧气约占空气总体积的 (2)氮气 (3)红磷量不足（或装置漏气等） (4)使空气里的氧气与铜丝充分反应 反应始终在密闭容器中进行，测量结果更准确 [解析] (4)在实验的加热过程中，交替缓慢推动两个注射器的活塞的目的是使注射器内的氧气与铜丝充分反应；B装置的优点是反应始终在密闭容器中进行，测量结果更准确。 6. [答案] (1)使氧气充分反应 不支持 白磷+氧气五氧化二磷 (2)先变大，后缩小 (3)4 (4)白磷的量不足；装置漏气：实验结束未等冷却就打开弹簧夹 (5)气球内的气体没有全部挤入装置内 7. [答案] (1)在教室外，将注射器活塞推到底，将注射器拿到教室内，再拉动活塞至刻度为V1毫升处并密封　(2)×100% [解析] (2)用注射器获取毫升教室内的空气，通过导管缓缓地全部推入量筒，与量筒内足量的毫升一氧化氮气体混合，待充分反应后，读出量筒中剩余气体体积为毫升。则消耗一氧化氮和氧气的总体积为(+-)毫升；由题干信息同温同压下，在氢氧化钠溶液参与下，4体积一氧化氮与3体积氧气恰好完全反应，且产物能完全被溶液吸收，故消耗的氧气的体积为[(+-)]毫升；教室内空气中氧气的体积分数为×100%。 8. [答案] (1)不能燃烧也不支持燃烧　 (2)不能，木炭在空气中燃烧生成二氧化碳，二氧化碳是气体，装置内压强变化不大　 (3)24　 (4)白磷的量不足(或装置漏气)　 (5)只和空气中的氧气发生反应　生成物不为气体 [解析] (3)进入试管中水的体积等于消耗氧气的体积，消耗氧气的体积约为130 mL×=26 mL，所以最终量筒液面约降至50 mL-26 mL=24 mL处。 2 学科网（北京）股份有限公司 $$