测定空气中氧气体积分数的改进实验专题巩固（安徽省专用）---2024-2025学年九年级化学人教版(2024)上册

测定空气中氧气体积分数的改进实验—汇编 1、空气无处不在，研究空气的成分始终没有停歇 (1)图1是拉瓦锡测定空气中氧气含量的实验装置。通过反复的实验，拉瓦锡得出空气由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体______________的结论。 (2)图2是实验室测定氧气含量的简易装置图。实验中，红磷燃烧的现象是______________，反应的文字表达式______________。实验中，需要稍过量的红磷，其原因是____________。 (3)图3为测定空气中氧气含量（两支玻璃管内径相同）的改进装置。实验前K1、K2、K3均已关闭，右管中液体的高度为h0。左管中燃烧匙盛有足量白磷，右管盛有水。待白磷熄灭，冷却，打开K2，至液面不再变化，右管中液体的高度为h1。计算空气中氧气体积分数的表达式为______________________（用h0、h1表示）。 2、注射器是创新实验中常用的仪器，下面是利用注射器改进初中化学常见实验的装置图。                                  图1                                                                              图2​ 改进实验一、利用图1测定空气中氧气含量（注射器的摩擦忽略不计）。 【实验步骤】 Ⅰ.连接装置。注射器b的活塞推至底端，注射器a的活塞从20mL处向外拉，松手。 Ⅱ.向玻璃管中加入足量白磷，点燃酒精灯，交替推拉两个注射器。 【实验记录】 实验前 实验后（冷却至室温） a中气体体积/mL 20 10.5 b中气体体积/mL 0 0 (4)Ⅰ中，观察到 ___________________________________，证明装置气密性良好；Ⅱ中，的现象是_________________________________。 (5)玻璃管中空气体积是30mL。空气中氧气的体积分数的计算式为_________________。 (6)实验中注射器的作用是________________（填序号）。 A．推拉注射器，使氧气与白磷充分接触 B．读取气体的体积 C．调节装置内压强 改进实验二、利用图2装置验证可燃物的燃烧条件。 Ⅰ.打开K，先通入 N2，排除装置内空气再点燃酒精灯，红磷不燃烧。 Ⅱ.关闭K，熄灭酒精灯冷却到室温，加入适量过氧化氢溶液至凹槽内。 Ⅲ.再次点燃酒精灯，红磷燃烧。 (7)步骤Ⅱ中发生反应的文字表达式为 ________________________。 (8)对比Ⅰ和Ⅲ的实验现象，说明可燃物燃烧条件之一为___________________________。 3、某校化学兴趣小组利用数字化实验技术对“空气中氧气体积分数的测定”进行了再探究（如图1），得到的数据曲线如图2所示。回答下列问题。     (1)图1中红磷燃烧的文字表达式为_____________________________。 (2)实验前集气瓶中的水为10mL，若集气瓶的容积为100mL（燃烧匙所占体积忽略不计），实验结束后理论上集气瓶中水的体积约为___________mL。 (3)图2中X曲线表示的是___________（填“温度”或“氧气浓度”）。 (4)图2压强曲线中，BC段气压变化的原因是___________；CD段气压变化的原因是___________；导致DE段气压变化的实验操作是___________。 (5)同时化学兴趣小组同学还对该实验进行了改进，如图3所示。 其中试管内空气的体积为25mL，若反应前注射器活塞位于15mL，若没有弹簧夹，反应完毕后注射器活塞位于8mL刻度处，则该实验测得空气中氧气的体积分数为___________；小明分析，该实验结果与理论值有差异的可能原因是___________（任答一点）。 4、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。 (一)用图1所示装置可用于粗略测定空气中氧气含量。 (1)集气瓶中水的作用是__________________ (任写一条)。 (2)测定结果显示密闭容器中氧气的体积分数明显小于21%,同学们猜测可能的原因是___________ (任写一条)。 (二)用传感器记录红磷燃烧测定空气中氧气含量的实验中集气瓶内压强、温度随时间的变化情况，如图2所示，其中a是打开弹簧夹的时刻。 (3)反应开始时压强增大的原因是______________________________。 (4)选择测定空气中氧气含量的实验在反应物和生成物两方面应满足的条件是:反应物方面:_______________, 生成物方面: ___________。 (5)实验测得集气瓶内初始气压为P0，a点集气瓶内的气压P ，已知相同条件下集气瓶中气体的压强与气体所占的体积成正比，则P0与P的关系式满足P=86% P0时，也就是当氧气体积分数低于_________________时红磷就无法继续燃烧。 (三)根据铁在空气中生锈(铁与氧气、水发生缓慢氧化生成铁锈)的原理设计了如下图所示的实验装置，再次测定空气中氧气含量。装置中饱和食盐水，活性炭会加速铁生锈。 测得实验数据如下表所示。 测量项目 实验前 实验后 烧杯中水的体积 烧杯中剩余水的体积 集气瓶（扣除内容物）和导管的容积 体积/mL 80.0 49.0 150.0 (6)根据表中数据计算，改进实验后测得的空气中氧气的体积分数是_______________ (计算结果精确到0.1%)。 (7)从实验原理角度分析改进后的实验结果比前者准确度更高的原因是： ①铁的缓慢氧化使集气瓶中的氧气消耗更物底，使实验结果更准确； ②______________________________。 5、化学兴趣小组对空气中氧气含量的测定进行了如下实验探究和再认识。 【经典赏析】 (1)如图1，该实验通过氧气与________________(填化学式)反应，得出结论：氧气约占空气总体积的1/5。 【实验回顾】实验室常用图2所示的方法测定空气中氧气的含量。 (2)按如图所示连接仪器，实验开始前应先______________________，写出红磷燃烧的化学方程式______________________。 (3)集气瓶里预先装进的水，除了吸收生成物防止污染空气，还起到的作用___________。 (4)对该实验认识正确的是_________________________。 A．红磷燃烧产生大量白烟，放出热量 B．红磷熄灭并冷却至室温后，再打开止水夹 C．在实验过程中止水夹未夹紧胶皮管，会导致测定空气中氧气体积含量偏小 D．该实验可说明氮气难(或不易)溶于水 【探究一】为了防止在集气瓶外点燃红磷造成空气污染，保证测定结果的准确，已知白磷40℃即可燃烧，于是改进装置(图3)重新探究。 (5)按图连好仪器，按下热的玻璃棒，白磷立即被点燃，瓶内气压用气体压强传感器测定，其变化如图4所示。从瓶内气压达到最高点直至t2时刻，引起曲线压强减小的因素是___________________________________________。 【查阅资料】燃烧过程中当氧气体积分数低于8%左右时，红磷就无法继续燃烧，当氧气体积分数低于8%左右时，白磷就无法继续燃烧，因此测定的结果与理论值误差较大。已知铁生锈是与空气中的氧气和水发生缓慢氧化的过程。 【探究二】根据铁生锈的原理，探究用铁能否准确测定空气中氧气的含量。 【实验1】如图5所示，第一天现象不明显，通过长达7天的测定，计算得出空气中氧气含量为19.1%。 【实验2】如图6所示，8分钟后测得的数据如下表所示。 实验前的体积 实验后的体积 集气瓶内空气 烧杯内蒸馏水 烧杯内剩余蒸馏水 130.0mL 90.0mL 63.6mL (6)根据表中的数据计算，改进实验后测得空气中氧气体积分数是__________________(计算结果精确到0.1%) (7)通过对比发现铁粉可比铁丝更加快速地完成实验，你认为可能的原因是________________________、_________________________。(写两点) 【反思与评价】 (8)结合实验结果和生活经验，写一条防止生活中铁制品生锈的方法：________________ ________________________________________________________________________。 6、某实验小组用图1所示装置测定空气中氧气的含量。 【实验原理】 (1)利用红磷燃烧消耗瓶内氧气，导致瓶内气压减小，水进入集气瓶，进入瓶内的水的体积即为空气中氧气的体积。红磷燃烧的产生大量____________，放热。 【实验过程】 用弹簧夹夹紧橡皮管； 点燃燃烧匙内的红磷，立即伸入瓶中并塞紧瓶塞； (2)等___________________________，打开弹簧夹； 观察并记录水面的变化情况。 【实验结果】 多次实验发现集气瓶内上升的水面始终低于预想的高度。 【查阅资料】当空气中氧气的体积分数降至约为7%以下时，红磷不再燃烧。由此可知，燃烧红磷法测定结果不够准确。 【改进实验】 使用暖宝宝贴来测定空气中氧气的含量，暖宝宝贴（主要成分为铁粉、木炭、食盐）的热量来源于铁粉与氧气的氧化反应。实验开始前的装置如图2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。 (3)通过本次实验数据测得空气中氧气的体积分数为_____________________。 【实验评价】 (4)与燃烧红磷法相比，用脱氧剂法测定空气中氧气含量的优点有________________。 ( 第 1 页 ) 学科网（北京）股份有限公司 $$