2024年中考化学冲刺科学探究题专题之空气

2024年中考化学冲刺科学探究题专题之空气 1．某兴趣小组查阅资料发现“雾霾”的主要成因是化石燃料的不完全燃烧，于是对燃烧的调控展开了系列探究。 【活动一】认识完全燃烧和不完全燃烧 (1)小组同学点燃甲、乙两支同样的蜡烛，取一只小烧杯罩住甲蜡烛的火焰。比较发现甲蜡烛火焰变小，小烧杯底出现 ，说明甲蜡烛发生不完全燃烧。 (2)可燃物完全燃烧对节能和减少污染有重要意义，请写出促进可燃物充分燃烧的方法： ①增大可燃物与氧气的接触面积； ② 。 【活动二】探究可燃物与氧气的接触面积对燃烧的影响 取三种不同形态的铁，在空气中进行加热实验，实验结果如下表： 不同形态的铁 铁丝（卷成螺旋状） 铁丝棉 铁粉（用注射器喷出） 在空气中加热的现象 __________ 快速燃烧，产生微弱的火星 剧烈燃烧，火星四射 (3)上述实验中，螺旋状的铁丝在空气中加热时的现象是 ；铁丝绵和铁粉在空气中燃烧的化学方程式为 。 得出结论：增大可燃物与氧气的接触面积，能够促进燃烧。 【活动三】探究不同可燃物燃烧时需要氧气的浓度不同 该小组同学按下图1组装好实验装置，利用高能激光笔照射燃烧匙中的红磷，红磷燃烧直至熄灭；待装置完全冷却后，将装有白磷的燃烧匙提出水面，再次用高能激光笔照射，白磷居然也被点燃。 (4)从燃烧的条件角度分析，实验中激光笔的作用是 。 (5)图2是氧气浓度传感器测得整个实验过程中瓶内氧气浓度变化的曲线，兴趣小组分析图2对比曲线 （填A、B、C、D、E五点间组成的曲线段），得出了 “不同物质燃烧，需要的氧气浓度不同”的结论。 (6)图2中曲线CD段氧气含量增大的原因是 。 (7)图3是红磷燃烧过程中的压强变化，0~t1阶段压强增大的原因是 。 2．兴趣小组对“化学反应前后物质的质量关系”进行探究，实验方案如下：      【分析交流】 (1)方案A中红磷燃烧的现象为 ，方案B中铁与硫酸铜反应的化学方程式为 。两个方案反应前后天平均保持平衡，说明上述两个化学反应前后物质的总质量不变。 【发现问题】方案A中因有氧气参加反应，故采用密闭装置。但方案B中铁与硫酸铜反应，反应物和生成物都没有气体，为什么也要用密闭装置呢？ (2)于是在老师的指导下，小组同学再次实验，并使用pH传感器测定锥形瓶内溶液pH，其数据如下图。分析图像可知，反应开始阶段溶液的酸性逐渐 （填“增强”或“减弱”），那么导致这一现象出现的原因又是什么？    【提出猜想】 猜想甲：硫酸铜溶液和铁作用所致； 猜想乙：硫酸铜溶液和空气作用所致； 猜想丙：硫酸铜溶液、铁及空气共同作用所致。 【进行实验】 (3)为验证上述猜想，现提供如下用品：用煮沸并迅速冷却的蒸馏水配成4%的硫酸铜溶液、洁净的铁钉、pH传感器等，实验过程如下表，请完成表格中①、②两处填空。 实验序号 实验1 实验2 实验3 实验内容 （部分仪器略去）          实验现象 pH先减小后略增大 pH略增大 pH不变 实验结论 猜想 成立 【反思拓展】 (4)通过以上探究活动，请分析方案B中用橡胶塞形成密闭装置的原因可能是 。 (5)蜡烛燃烧后固体质量减小，请设计实验验证该反应是否遵守质量守恒定律。写出你的简明方案： 。 3．某校化学实验小组开展制取氧气和探究氧气性质的实验活动与评价。 【实验Ⅰ】你是甲实验小组成员，参与实验室制取氧气的活动。 (1)选择实验方案。实验室可提供三种制取氧气的方案。 A．加热高锰酸钾   B．加热混有二氧化锰的氯酸钾    C． 二氧化锰催化分解过氧化氢 你所选方案对应反应的文字表达式为 。小组讨论决定选用A方案。 (2)进行实验活动。小组同学分工协作完成如下任务： ①A同学负责选择组装制取气体装置的仪器。 她选择了铁架台、带有导管的橡胶塞、水槽、试管，还应根据如图所提供的仪器，选择 、 （填仪器名称）。 ②B同学负责取用药品。他先检查装置 ，再用纸槽小心地把高锰酸钾粉末送至试管 （填“中部”或“底部”）后直立试管，抽出纸槽。 ③C同学负责组装仪器。他按“从下到上、从左到右”的顺序组装制取装置，固定试管时注意到试管口应略 ，其目的是 。 ④你负责排水法收集氧气。开始收集的时机是 。收集到两瓶气体，均呈紫红色。 ⑤实验结束，待试管冷却，将残余物倒入指定容器，用 （填仪器名称）洗涤试管；洗涤干净的试管应 于试管架上；整理好实验台，报告老师后离开实验室。 (3)评价与反思。小组同学都认为体验到了实验活动的乐趣，但因实验过程存在不足，同意本次活动表现评价为“有待改进”。针对存在的不足，你提出的一条实验改进意见是 。 【实验Ⅱ】乙实验小组探究氧气的性质 (4)该小组同学利用甲组制取的氧气进行氧气性质等探究实验。实验装置如图。 ①实验1反应的文字表达式 。 ②实验2是铁丝在氧气中燃烧，能说明该变化是化学变化的现象是 ，该反应的文字表达式 。铁丝在空气中不能燃烧却可以在氧气中燃烧，说明氧气的化学性质比较 ，也说明物质在空气中燃烧的剧烈程度与 有关。 ③实验3的目的是测定 ，红磷燃烧的文字表达式为 。 【实验Ⅲ】拓展与应用 (5)丙实验小组查阅资料得知：镁不仅能与氧气反应，还可在氮气中燃烧生成氮化镁(Mg3N2)，且燃烧时会发出暗红色火焰。同学们很好奇，设计了如下方案进行探究。 步骤1：用盛水的水槽、无底的废广口瓶、燃烧匙、蒸发皿、橡胶塞等组装成如上图实验4所示的装置。另准备一个同型号的橡胶塞，用铜丝穿过胶塞并在末端系牢一根镁条。 步骤2：引燃燃烧匙中足量的红磷，塞好橡胶塞。待充分冷却，观察到广口瓶内水面上升的体积约占瓶内水面原上方空间的1/5左右。 步骤3：往水槽中加水使广口瓶内外水面相平。将镁条点燃，迅速更换并塞紧橡胶塞，观察到镁条在广口瓶内继续燃烧，发出暗红色火焰，放热。待冷却后广口瓶内水位继续上升。 [表达与交流] ①步骤2的目的是 。 ②步骤3“待冷却后广口瓶内水位继续上升”是由于瓶内气压 (填“大于”或“小于”)外界气压。 ③根据上述实验和你所学的知识，请写出镁在氮气中燃烧的文字表达式： 。 [反思与评价]小组内有同学说：“镁还能在二氧化碳中燃烧，期待下次再进行相关探究！” 4．某“暖宝宝”取吸贴的透气无纺布袋内装有铁粉、活性炭、氯化钠、水等物质，兴趣小组同学对此展开探究。 【实验一】用铁钉探究铁锈蚀。进行如图所示实验。      (1)该实验中，能形成对比实验的有 、 （填标号）。 (2)连续观察一周，只有A试管中的铁钉明显锈蚀，说明铁锈蚀是铁与 等发生化学反应。 【实验二】用“暖宝宝”中的物质探究铁锈蚀。用无纺布袋装入干燥的铁粉、活性炭和氯化钠分别放在锥形瓶底，进行如下图所示实验。    (3)图1所示实验，锥形瓶在短时间内发烫：冷却至室温，打开弹簧夹，观察到 ，打开无纺布袋，黑色粉末有部分变成 色；图2和图3所示实验均无明显现象。 (4)与实验一相比较，图1所示实验可在短时间内完成，除了铁粉的因素外，对活性炭与氯化钠作用的合理猜测是 （写一点）。 【实验三】利用实验二中图1所示实验，测定空气中氧气的含量。 (5)实验时，需要获得的数据有：锥形瓶内空气的体积、 ；实验时需要注意的事项是 （写一点）。 (6)与用红磷测定空气中氧气的含量的实验相比，写出实验三的一个优点： 。 5．某兴趣小组开展“测定密闭容器中氧气的体积分数”的探究实验。 实验1：按图1所示装置，用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的体积分数。 实验2：按图2所示装置，在集气瓶内壁均匀涂附除氧剂（其中辅助成分不干扰实验），测定空气中氧气的体积分数。 (1)检查装置气密性 小明打开弹簧夹K后，先微热实验装置，再将导管口放入水中，若装置的气密性良好，冷却一段时间后，可在烧杯内导管口处观察到现象为： 。（填字母） 选项 A B C 现象放大图 (2)测定空气中氧气的体积分数 【实验现象】 实验1：红磷燃烧的主要现象是 ，该反应的文字表达式（或符号表达式）为 ；红磷熄灭后，集气瓶冷却至室温，打开K，水能倒吸入集气瓶中，若发现进入装置中的水少于五分之一，可能的原因是 。（写一条即可） 【实验分析】 连接数字传感器，测得实验1、实验2中氧气的体积分数随时间变化的关系分别如图3、图4所示。依据图3、图4信息，实验2的测定方法更准确，判断依据是 。 【实验拓展】 小华查阅文献发现，金属铜在加热的条件下可能与空气中氧气反应生成氧化铜固体。小华设计了装置（见图5），用铜粉进行实验，在t1时刻开始加热，该实验中氧气的体积分数随时间变化的关系图应为 。 6．某化学兴趣小组的同学对铁以及含铁物质的相关现象产生了兴趣，进行了一系列探究活动，请你一同参与。 【探究一】铁丝燃烧是否需要纯氧 【实验内容】取长短相同直径为0.38mm的铁丝，分别在O2含量不同的情况下实验。 【实验现象】 氧气含量 90% 70% 60% 55% 实验现象 燃烧剧烈，燃烧时间长，效果好 燃烧比90%弱，燃烧时间短，实验成功 燃烧比70%弱，燃烧时间更短，实验成功 难以燃烧，只是发热 (1)在做铁丝在氧气中燃烧的实验时，为了使现象更清楚，最好用排水收集氧气，理由是 。 【实验结论】 (2)就0.38mm铁丝而言，燃烧所需氧气的最低体积分数在 范围。 【探究二】铁丝燃烧产生火星四射的原因 【查阅资料】日常生活中的钢铁制品都含有少量杂质碳。 【实验内容】取长短相同、直径均为0.20mm、含碳量不同的铁丝分别在足量的氧气中燃烧，观察现象 下表是将几种铁丝放入氧气中燃烧时的实验现象的记录，请你分析完成下表： 物质 纯铁丝 含碳0.05%的铁丝 含碳0.2%的铁丝 含碳0.6%的铁丝 燃烧时的现象 无火星四射现象，熔断 剧烈燃烧，极少火星 剧烈燃烧，少量火星 剧烈燃烧火星四射 (3)通过以上实验，说明铁丝燃烧产生火星四射现象和 （填元素符号）有关。这种细铁丝燃烧时，同时生成 （填化学式）气体在熔融液态物质中形成气泡，熔融液态物质因气泡炸裂引起“火星四射”的现象。 【探究三】对含有铁粉的“暖宝宝”进行探究，并判断是否能利用发热原理测定空气中氧气的体积分数。 【查阅资料】①铁粉是黑色；②铁能与稀盐酸发生反应产生氢气和氯化亚铁 同学们在实验室打开一片暖宝宝，取出其中黑色粉末做了下面的实验。 Ⅰ、黑色粉末成分的探究 (4) 操作 现象 结论 取暖宝宝中的黑色粉末于试管中，加入足量的稀盐酸。 黑色粉末中有铁粉 反应结束之后，发现仍有黑色固体残留，经过过滤，干燥，获得黑色粉末。取样于试管中，通入氧气点燃，产物通入澄清石灰水。 黑色粉末中还有活性炭粉 结论：通过上述和进一步实验发现“暖宝宝”中含有铁粉、活性炭、水、氯化钠等物质。 Ⅱ、探究“暖宝宝”反应原理与铁的生锈（缓慢氧化）本质是否一致 按图2（夹持仪器已略去）采用氧气、温度、湿度传感器收集数据，将拆除包装的暖宝宝倒入三颈烧瓶中密封装置，开始收集，观察曲线变化（如图3中A、B、C）。         (5)从收集到的图象看暖宝宝发热是因为颗粒微小的铁粉与 和 等物质发生反应，并 热量（填写“吸收”或“放出”），这一反应与铁生锈原理一致。 Ⅲ、实验拓展 利用上述原理，同学们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4所示，量筒中水的读数为100mL。    (6)实验过程中，可以观察到温度计变化的现象是 。 (7)冷却一段时间之后，打开弹簧夹，水从量筒中流入玻璃瓶（容积为250mL）最后量筒内水为63mL（铁粉生锈消耗的水忽略不计），通过计算，本实验数据测得空气中氧气的体积分数为： （列式并计算，结果保留至0.1%）。 (8)上述结果与理论值相比，引起误差的原因可能是___________。 A．装置漏气 B．暖宝宝贴中铁粉的使用数量不足 C．温度计的读数未恢复至室温就记录量筒内剩余水的体积 D．弹簧夹未夹紧 E．最后读取量筒中水的体积是俯视读数 7．学习化学常常需要进行科学探究，下面是认识空气组成的实验过程。 （一）追踪科学家的足迹曲颈瓶 实验1 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。如图1装置所示，他把少量汞放在汞相密闭的容器里，在曲颈甑中加热汞，连续加热12天，发现有一部分银白色的液态汞变成红色粉末，同时容器里空气的体积差不多减少了五分之一，此时红色粉末质量不再增加，结束实验。他研究了剩余五分之四体积的气体，认为这些气体全部都是氮气。    实验2 拉瓦锡又把在汞表面上生成的红色粉末收集起来，放在另一个较小的容器里再加强热，得到了汞和氧气，而且氧气的体积恰好等于实验1密闭容器里所减少的体积。他把得到的氧气加到实验1容器里剩下的气体中，结果所得气体跟空气的性质完全一样。 请回答下列问题： （1）实验1，加热12天至红色粉末质量不再增加时结束实验，其原因是 。 （2）写出实验2中发生化学反应的文字表达式 。 （3）通过上面实验，拉瓦锡得出了空气由 组成。 （二）模仿科学家的探究历程 仿照这个历史上著名实验的原理，测定空气中氧气含量的实验步骤如下：    ①将图2中的集气瓶水面以上分为5等份，并做好标记。 ②在带橡皮塞和导管的燃烧匙内装入足量的红磷，将导管上的止水夹夹紧，在酒精灯上点燃红磷，并立即伸入集气瓶内，塞紧橡皮塞。 ③充分反应后，待集气瓶冷却至室温，打开止水夹。 请回答： （4）红磷燃烧的文字表达式为 。 （5）该实验能证明空气中氧气含量的现象是 。 （6）集气瓶中剩余气体主要是氮气，该实验说明氮气具有的性质是 （写1条）。 （7）若将红磷换成木炭粉，该实验不能成功，其原因是 。 （三）我们的实践 用来测定空气成分的方法很多，小玲同学对图2所示实验进行研究后，提出了改进方法，如图3所示。    （8）你认为小玲同学改进后的优点是 （写1条即可）。 8．冬季雾霾频发。某校社会实践小组的同学们，对某地区雾霾的成分、成因、危害及防治产生了浓厚的兴趣并开启了项目性学习之旅。 [信息检索]雾是浮游在空中的大量微小水滴。霾是可吸入颗粒物浓度较高造成的能见度较低的现象。霾的主要成分可能含有可溶性硫酸盐、硝酸盐、铵盐、不溶性有机物、黑碳、金属元素和其他元素。 [提出问题]某地霾的成分是什么? [实验准备]选择该地重度雾霾天气，用SDLKC-1000型大流量TSP采样器在室外采集大气中的可吸入颗粒物10g。 活动一:探究霾中是否含有黑碳。同学们设计了如图所示的创新实验(将活动一得到的残渣，干燥后置于中间凹槽内)。    [实验步骤] ①滴入过氧化氢溶液制取O2排出装置内空气后，在导管口再接上气球。 ②向右边的凹槽内滴入澄清的石灰水。 ③接通电源，用热电阻丝点燃残渣。 [实验现象]残渣剧烈燃烧，澄清石灰水变浑浊，气球变大。 [实验结论] (1)霾中含有黑碳。装置内澄清石灰水变浑浊的化学方程式是 。 [交流研讨] (2)某同学对“霾中含有黑碳”的结论产生怀疑，理由是 。 (3)活动二：请你联系实际填写关于雾霾的问卷调查表: 项目 雾霾频发的成因 控制雾霾频发的做法 政府采取的应急措施 ① 能源结构不合理 推广太阳能发电 人工降雨 ② 烧散煤取暖 向空中或地面洒水 ③ 推广新能源汽车 私家车限号出行 [检出进度] (4)小组同学没有进行的探究项目是 。 9．下列是对空气中氧气体积含量测定的实验装置图。    【经典赏析】 (1)化学家拉瓦锡用图1装置测出空气中O2的体积分数约为，其反应文字表达式为 ，该实验中选择汞的优点有 （写1条）。 【实验回顾】 实验小组用足量的红磷和气密性良好的图2装置测定空气中氧气含量。经多次测量取平均值，测出的氧气含量低于，为此进行如下再探究。 (2)写出红磷燃烧的文字表达式为 。 【探究分析】 (3)如图3装置，接通电源，用高压点火装置引燃红磷，利用传感器技术实时测定实验过程中装置内的压强、温度和氧气浓度，得到甲、乙、丙三条曲线，变化趋势如图4所示    ①曲线甲表示压强变化趋势，曲线乙表示 （填“温度”或“氧气浓度”）变化趋势。 ②结合乙、丙两条曲线综合分析。图4中AB段压强变化的原因是 。 【探究结论】 (4)由【探究分析】可以找出图2实验中测得O2含量偏低的原因是 。 10．空气中氧气含量测定的再认识。 【实验回顾】 历史上用定量的方法测定空气中氧气含量的科学家是 。实验室仿照其原理，用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的含量(装置如图)，不能用木炭代替红磷的原因是 。 【原理应用】 兴趣小组同学用家用制氧机(如图)制取并收集了一袋气体，带到实验室对其进行研究。该方法制得的氧气浓度如何？兴趣小组同学设计了如图所示装置来测定氧气的含量。 【实验步骤】 请将下列实验步骤补充完整： （1） （2）加入药品，将装置连接固定。 （3）打开止水夹a和b，向A中缓慢鼓入一定量气体至 ，A中水进入到B中，关闭止水夹a和b，测得B中水的体积为V1mL。 （4）用凸透镜聚光引燃白磷，白磷燃烧。 （5）待白磷熄灭并冷却至室温时，打开止水夹b，B中水倒吸进入A中，测得量筒中的体积变为V2mL。 （6）计算小组同学所带气体中氧气的体积分数。 【数据记录】 经测定V1=210mL，V2数据如下表： 1 2 3 4 5 B中剩余水的体积/mL 100 46 52 54 48 【数据处理】 已知，在如表数据中，其中有一次数据偏差较大，存在明显误差，在数据处理时应删去。小组同学所带气体中氧气的体积分数为 (保留小数点后一位有效数字)。 【实验反思】 （7）导致那次数据产生较大误差的可能原因是 。 （8）与图A相比，图B装置的优点有： 。 11．某兴趣小组对利用红磷测定空气里氧气含量的实验产生了兴趣，请你协助他们完成以下探究实验： 【提出问题】能不能用硫粉代替红磷测定空气中氧气的含量？ 【查阅资料】相同条件下，气体的压强与气体所占的体积成正比。 【设计与实验】小组同学按图1装置进行实验，分别将红磷、硫粉放入集气瓶中燃烧，采集数据如图2、图3(注:装置气密性良好，是瓶内初始气压，和是反应结束恢复到室温时瓶内的气压)。    【问题与现象分析】 (1)开始反应时瓶内压强瞬间变大的主要原因是 。 (2)图3中，与P2几乎相等是因为 。 (3)若图2中，可推出氧气在空气中所占的体积百分数为 。 【结论与反思】 (4)由图3压强关系可知， (填“能”或“不能”)用硫粉代替红磷测定空气中氧气的含量。 【继续探究】小科同学又设计下图所示装置进行实验。(已知:铜和氧气反应，生成黑色固体氧化铜)    (5)该装置中气球的作用是 。 (6)根据小科同学提供的实验数据，完成下表:(反应前气球是瘪的) 硬质玻璃管中空气的体积 反应前注射器中空气的体积 反应后注射器中空气的体积 实验测得空气中氧气的体积分数 30mL 20mL 12 mL (7)定量实验操作中易产生误差，如果反应前气球中存在气体(其量小于注射器内的空气)，而实验后冷却至室温，将气球内的气体全部挤出读数，导致实验测得结果 (填“偏小”“偏大”或“无影响”)。 12．在学习了空气的组成后，某化学兴趣小组设计了如下方案测定空气中氮气的含量。    [查阅资料]镁可在氮气中燃烧生成氮化镁（Mg3N2）。 步骤1：用盛水的水槽、容积为600mL的无底废广口瓶、燃烧匙、蒸发皿、橡皮塞等装配成如图所示的装置，瓶内空气的体积为400mL。另准备一只有一根铜丝穿过的橡皮塞，铜丝末端固定一根镁条。 步骤2：引燃燃烧匙中足量的红磷，塞好橡皮塞。待充分冷却，观察到广口瓶内水面上升到刻度1处。 步骤3：往水槽中加水使广口瓶内外水面相平。点燃镁条，更换橡皮塞，镁条在广口瓶内继续燃烧，发出红光，放出热量。待冷却到室温后，广口瓶内水面上升刻度4处。 (1)步骤2的目的是 。 (2)步骤2中红磷燃烧的表达式为 。 (3)在步骤3“待冷却后广口瓶内水位继续上升”是由于瓶内气压 （选填“大于”、“小于”或“等于”）外界气压。 (4)根据上述实验数据，测得空气中氮气的体积分数为 ；与实际值相比，测得结果明显偏小的原因可能是 。 13．注射器是一种普通的医疗器械，但它在化学实验中发挥着越来越大的作用。某化学兴趣小组为了测定空气中氧气的含量，进行了如下探究活动： 【选择药品】小光小组同学认为，选择的药品的理由是： ①易燃烧且既要能消耗氧气、又不会与空气中的其他成分反应； ② ,他们应该选择 。 A．蜡烛       B．硫粉     C．红磷      D．铁丝 【查阅资料】白磷的着火点是40℃，红磷的着火点是240℃，两种物质的燃烧产物五氧化二磷是白色固体，会刺激人体呼吸道，能与空气中的水蒸气反应，生成有毒的偏磷酸（HPO3）。 【设计实验】小明小组设计了如图的装置进行探究活动。 【步骤与现象】 ①测量试管的容积为50mL； ②检查装置的气密性良好； ③装药品，将注射器活塞调整到合适位置，连接好仪器； ④用弹簧夹夹紧胶皮管，加热粗铜丝，观察现象； ⑤燃烧结束，试管冷却到室温后打开弹簧夹，观察注射器活塞的移动情况。 【反思与交流】 （1）实验中利用了铜丝的 性； （2）步骤③中注射器活塞至少应调到 （填整数）mL处； （3）步骤④中观察到试管中的现象是 ；符号表达式 ，若不关闭弹簧夹，注射器中发生的现象是 。 （4）实验结果偏小的原因（写出一条） 。 （5）相比教材中的装置该装置有何优点 。 14．建构合理的思维模型，既能促进深度学习，又能提高思维品质。小科建构了“两组分混合物含量测定”的思维模型。    运用该模型对教材中“测定空气中氧气含量”的实验进行了再探究：忽略含量很低的其它物质，空气可以看成由氮气和氧气组成的两组分混合物。 【探究一】根据沸点低的组分先汽化的性质，测定混合物中某组分的含量。 （1）将空气转变为液态空气，液氮先汽化。从建模角度分析，该操作属于上述思维模型中的 。 【探究二】根据混合物中某组分发生化学反应，测定混合物中某组分的含量。 （2）按上图甲装置测定空气中氧气含量。 【实验步骤】 实验1：按图1所示装置，用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的体积分数。 实验2：按图2所示装置，在集气瓶内壁用水均匀涂附铁粉除氧剂（其中辅助成分不干扰实验），利用铁锈蚀原理测定空气中氧气的体积分数。 ①实验1中止水夹最合理的打开时间是 （填“反应刚结束时”或“冷却到室温时”）。该实验中，红磷要足量的目的是 。 ②连接数字传感器，测得实验1、实验2中氧气的体积分数随时间变化的关系分别如图3、图4所示。依据图中信息，实验2的测定方法更准确，判断依据是 。由此可知，测定空气中氧气含量用 法测定结果误差较小。    【交流评价】③已知：在空气中点燃石蜡，会生成水和二氧化碳等物质。实验1若用足量石蜡替换红磷，规范操作后，测得的氧气含量将 （填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 【继续探究】（3）运用上述思维模型，小科又设计了图乙的实验装置。 ①利用图乙装置进行实验，在实验加热过程中，硬质玻璃管上小气球的作用是 。 ②请根据某小组提供的实验数据，完成下表： 硬质玻璃管中空气的体积 反应前注射器中空气的体积 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 50mL 20mL 6mL ③不同实验小组做上述实验时结果差别较大，其中有些小组测定出空气中氧气的体积分数低于实际数值，请分析导致测定数值偏低的原因是 （答出一点即可）。 【交流评价】（4）与图甲实验相比，图乙实验的优点是 （任答一点）。 15．某化学小组同学做镁条在空气中燃烧实验时，发现生成物中还有少量淡黄固体，针对这一现象及相关问题，他们开展了如下探究，请仔细阅读并参与他们的探究之旅。 【探究目的】探究淡黄固体是镁与空气中什么物质反应产生的？ 【查阅资料】Ⅰ、稀有气体一般不与其他物质反应。 Ⅱ、光亮的镁条放入沸水中，表面会附有白色固体。 Ⅲ、镁条与二氧化碳反应有黑色固体生成。 【提出猜想】分析空气中各种成分，进行猜想： （1）猜想①镁能与氧气反应 猜想② 。 【实验一】镁带与氧气的反应 （一）甲同学采用控制变量法探究了影响过氧化氢制取氧气速度的某种因素，进行了三次实验并记录各收集相同体积氧气所需要的时间如表： 实验 过氧化氢的浓度 过氧化氢溶液质量（g） 二氧化锰质量（g） 收集时间（s） 1 10% 20 1 40 2 15% 20 1 20 3 20% X 1 12 （2）实验结论：在相同条件下， ，过氧化氢分解得越快。 （二）乙同学在量筒中盛满水，倒置于水槽中，通过分液漏斗把20mL某浓度的过氧化氢溶液加入锥形瓶中，记录量筒中气体的体积（如图）。数据如表： 时间/min 1 3 5 7 9 10 量筒读数/mL 60.0 82.0 88.0 89.5 90.0 90.0 （3）请根据以上过程和实验数据综合分析，最终生成氧气的体积是 mL。 （三）燃烧镁条，观察现象 将镁条打磨光亮，点燃，伸入盛满氧气的集气瓶中，产生大量白烟，生成白色固体。 实验结论：镁与氧气反应生成白色的氧化镁。 【实验二】镁条与氮气的反应 （一）收集纯净的氮气 （二）燃烧镁条，观察现象 将镁条打磨光亮，点燃，伸入盛氮气的集气瓶中，瓶内壁附着一层淡黄色的固体，此固体是氮化镁。在氮化镁中镁的化合价是+2，氮的化合价是-3，则氮化镁的化学式为 。 【探究结论1】 （4）综上分析，关于镁在空气中燃烧产生淡黄色固体的猜想是猜想 （填序号）成立。该反应的化学反应的文字表达式是 。 【探究结论2】 （5）如果用足量的镁替代红磷进行空气组成实验，实验测得氧气体积与氧气所占空气真实比例相比较会 （填“偏大”或“偏小”）。 16．用某校研究性学习小组探究测定空气中氧气的含量的有关问题。 [提出问题]用红磷燃烧的方法为什么测出的氧气含量远低于21%? [分析讨论] （1）实验装置漏气;（2） ;（3）.... [实验与交流] 资料1：同学们查阅了白磷、红磷等物质燃烧需要的最低含氧量如下： 可燃物名称 红磷 白磷 蜡烛 最低含氧量/% 8.0 4.0 16.0 资料2 ：蜡烛或者木炭在密闭的集气瓶中燃烧，氧气浓度会不断变小，会有一氧化碳气体生成。常温下一氧化碳难溶于水，且不与澄清石灰水反应。 根据以上信息回答下列问题： （1）白磷和红磷相比，使用白磷能使结果更准确，其原因是 。请写出红磷燃烧的符号表达式： 。 （2）有同学提议选用木炭替代红磷做实验，在集气瓶底部预先放少量澄清石灰水吸收生成的二氧化碳气体，小华觉得不可行，其主要原因是 。 （3）实验过程中，若弹簧夹未夹紧，则进入集气瓶中的水会 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 [实验拓展] （4）某校研究性学习小组用图2装置进行镁条在空气中燃烧的实验。燃烧、冷却后打开止水夹，进入集气瓶中水的体积约占集气瓶体积的70%。根据空气的组成可推出减少的气体中还一定有 ， 其理由是 。 [实验反思]通过以上实验探究，我们可以知道用于测定空气中氧气含量所选用的药品，应符合的条件是 。 17．人类生存离不开氧气，我校化学兴趣小组的同学在老师的指导下做了有关氧气的系列探究实验。 【探究一】某同学称取一定质量的高锰酸钾(KMnO4)放在大试管中，将温度控制在250℃加热制取氧气(O2)，实验结束时，该同学发现收集到的氧气大于理论产量，针对这一现象，同学们进行了如下探究： 【提出猜想】猜想一：反应生成的二氧化锰分解放出氧气 猜想二：反应生成的锰酸钾分解放出氧气 【实验验证】同学们分为两组，分别进行以下实验： （1）第一组同学取一定质量的二氧化锰，在250℃条件下加热一段时间，冷却后测得二氧化锰的质量没有变化。则猜想 错误。 （2）第二组同学取锰酸钾在250℃条件下加热，没有用测定质量的方法得出了猜想二正确的结论。该组同学收集到一瓶气体，他们的检验方法是 。 【探究二】以下是某研究小组探究影响化学反应速率的一些因素的相关数据： 实验序号 过氧化氢溶液浓度/% 过氧化氢溶液质量/g 温度/℃ 二氧化锰用量/g 氧气体积/ml 反应所需时间/s ① 5 12 20 0.2 125 11 ② 30 12 20 0.2 125 2 ③ 30 12 40 / 125 148 ④ 30 12 90 / 125 82 （1）通过对比实验①和②可知，化学反应速率与反应物的 有关；通过对比实验③和④可知，化学反应速率与 有关。 （2）由上表分析，你认为实验室用过氧化氢溶液制取氧气的适宜条件是 。 【探究三】某化学兴趣小组的同学对空气中氧气含量测定实验进行探究。 已知：在空气中，温度超过40℃，白磷就可以自燃，即和氧气反应生成五氧化二磷。如图是“空气中氧气体积分数测定”实验的改进装置。主要操作：在实际容积为250mL的集气瓶里，先装进50mL的水，再按图连好仪器，按下热的玻璃棒，白磷立即被点燃。 （1）请写出白磷与氧气反应的文字表达式为 ，该反应的 (填“属于”或“不属于”)氧化反应。 （2）组装好该装置后，进行实验的第一步操作是 ； （3）实验结束，若实验非常成功，最终集气瓶中水的体积约为 mL。 （4）集气瓶里预先装进50mL水，在实验过程中起到哪些作用？ (填写序号) A．加快集气瓶冷却   B．液封导气管末端以防气体逸出   C．缓冲集气瓶内气压的在骤然升高 【探究四】催化剂在生产、生活中有重要的作用。实验室用H2O2分解制氧气，常用MnO2做催化剂。 【提出问题】其他物质可以作H2O2分解的催化剂吗？ 【作出猜想】甲同学认为CuO或Fe2O3可以代替MnO2。 【设计实验】甲同学按下面步骤进行实验：①在试管中加入5 mL %的H2O2溶液，把带火星的木条伸入试管；②用精密的天平准确称量0.5gFe2O3红色粉末，并将其加入另一支试管中；③在步骤②的试管中加入5mL5%的H2O2溶液，把带火星的木条伸入试管；④待步骤③的试管中没有气泡后，进行“某一操作”，将固体洗净、干燥，称量，得红色固体质量仍为0.5g。 【现象】甲同学观察到步骤①中的现象 ，步骤③中带火星的木条复燃。 【反思】乙同学认为在步骤④后还需增加一个实验，请你写出该实验的操作方法是 ，若Fe2O3可以代替MnO2作为H2O2分解的催化剂，此步骤实验现象为 。 18．化学课上，同学们将CO2通入氢氧化钠溶液中，未观察到明显现象。 【提出问题】氢氧化钠能否与CO2反应？ 【猜想与假设】小六认为氢氧化钠能与CO2反应；小七认为氢氧化钠不能与CO2反应。 【设计与实验】小六设计了下图方案进行实验，请你一起验证。 实验步骤 实验现象 实验结论 向充满CO2的软塑料瓶中加入适量氢氧化钠溶液，振荡 氢氧化钠与CO2反应 【反思与评价】小七提出质疑，认为上述现象可能是 导致。 【改进实验】请你设计实验验证氢氧化钠与CO2反应，可供使用的试剂有：稀盐酸、上述实验后软塑料瓶中的溶液、无色酚酞试液、紫色石蕊溶液。 实验步骤 实验现象 实验结论 取少量上述塑料瓶中液体于试管中，加入适量 氢氧化钠与CO2反应 【实验结论】 实验证明氢氧化钠与CO2反应，化学方程式是 。 【交流与提高】 如图1甲、乙、丙三个气密性良好的烧瓶容积均为250mL，分别收集满CO2，图中a处连接气体压力传感器，用于测定烧瓶内压力的变化，三个注射器内各装有85mL液体。利用气体压力传感器测定烧瓶内从开始加入液体至振荡结束后的气压变化，得到如图2所示的压强与时间的关系曲线图，曲线1、2、3分别表示甲、乙、丙三个烧瓶内的气压变化。 结合上述曲线2、3，请你分析：除去CO2选用氢氧化钠溶液而不选用澄清石灰水，原因是 。 利用下图装置，将红磷换成S或者C能完成空气中氧气含量测定的实验吗？ （“能”或“不能”） 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $$