内容正文:
化学
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主题一 物质的性质与应用
核心一 空气、氧气、二氧化碳
命题点2 空气中氧气含量的测定
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夯基础 常考题型专练
1.【人教素材改编】拉瓦锡在探究空气的成分时,用了如图所示装置。下
列分析不合理的是( )
A. 实验过程中会生成红色固体
B. 持续加热12天,目的是使汞和氧气充分反应
C. 实验结束后,玻璃钟罩内液面低于汞槽中液面
D. 该实验可以得出空气是混合物
√
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2.【一题练透一实验】如图装置可用于测定空气中 的含量。下列说法不
正确的是( )
A. 实验前需检查装置气密性
B. 红磷的作用是消耗集气瓶中的氧气
C. 将点燃的红磷伸入集气瓶后,再关闭弹簧夹
D. 该实验利用了氮气不支持燃烧、难溶于水的性质
√
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【解析】本实验通过装置内压强变化来测定空气中的 含量,所以装置
必须密封性好,A正确;红磷的作用是消耗集气瓶中的氧气,B正确;点燃
的红磷在伸入集气瓶前要将弹簧夹关闭,否则瓶内气体会在红磷燃烧时受
热膨胀而逸出,C错误;空气中氧气被消耗后剩余的主要是氮气,氮气不
支持燃烧,也不能燃烧,且难溶于水,D正确。
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【拓展设问】(1)以下是对于上题的拓展说法,其中正确的是___
(填字母序号)。
E.红磷燃烧时产生大量白色烟雾
F.集气瓶中水面最终上升至刻度1处
G.该实验中可用铁丝代替红磷进行实验
H.红磷熄灭立即打开弹簧夹
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(2)①实验中发生反应的化学方程式为____________________。
②实验前在集气瓶中加入少量水,其作用是____________
_______________________________。实验过程中可观察到
水倒吸入集气瓶中,其原因是______________________________。
吸收热量,
使装置冷却(或吸收生成的)
氧气被消耗,集气瓶内压强减小
③实验结束后,若测量结果偏小,可能的原因是______________________
_____________________________________________(写一条即可,后
同);若测量结果偏大,可能的原因是______________________________
_______________。
红磷量不足(或装置未冷却至室温就打开弹簧夹或装置漏气,合理即可)
弹簧夹未夹紧(或伸入燃烧匙过慢,合理即可)
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【实验关键点】测定空气中氧气含量实验一般要注意以下几点:①装置的
气密性好;②所用试剂必须是足量;③读数时一定要冷却到室温。
【关键点拨】欲用燃烧法测定空气中氧气含量,选择试剂要注意以下几点:
①所用试剂必须足量;②所选试剂要具备以下特征:本身能够在空气中燃
烧、只能与空气中的氧气反应、试剂本身和反应生成的物质均为非气态。
【实验成功关键】导管注水要提前,红磷足量是关键,保证装置不漏气,
红磷点燃快伸入,冷至室温再打开弹簧夹。
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3.【一题练透一实验】如图1是测定空气中氧气含量的实验,对该实验的认
识正确的是( )
图1
A. 该实验中的铜粉可以换成炭粉
B. 熄灭酒精灯后,立即读数
C. 加热过程中,要来回推拉注射器的活塞,使
铜与氧气充分反应
D. 正确操作情况下,反应结束后消耗氧气的总
体积应该是反应前注射器内气体体积的
√
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【解析】该实验的原理是利用铜在加热时消耗装置内的氧气,使装置内的
压强减小,注射器的活塞在大气压作用下向右移动;炭粉在空气中燃烧生
成二氧化碳气体,虽除去氧气,但增加了新的气体,装置内外没有形成压
强差,不能用来测定空气中氧气含量,A错误;停止加热后,装置冷却至
室温后再读数,否则此时剩余的气体在受热状态下,处于膨胀状态,测定
结果偏小,B错误;加热过程中,为了使铜与氧气充分接触,需要来回推拉
注射器的活塞,C正确;氧气约占空气总体积的 ,在正确操作情况下,反
应结束后,消耗氧气的总体积应该是反应前密闭体系内气体总体积的 ,而
不是反应前注射器内气体体积的 ,D错误。
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【拓展设问】(1)装入试剂前应先________________。实验中可观察到
硬质玻璃管中的现象是__________________。发生反应的化学方程式为
___________________。
检查装置气密性
红色固体变为黑色
图1
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图2
(2)有同学提出可以将图1中气球换成注射器,这样做的优点是_________
_________________________________。某同学将图1装置进行改进,如图2
所示,铜丝表面变黑是因为生成了_____(填化学式)。
使空气与
铜粉接触更充分,测得的数据更准确
(3)实验中若铜粉的量不足,导致的结果是______________________;
待装置冷却至室温,应先将气球内的气体全部挤出再读数,否则会使测量
结果______(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
测得氧气体积分数偏低
偏大
图1
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拓视野 创新考法实践
4.【装置创新】用如图所示的装置测定空气中氧气的含量,将胶头滴管中的水滴
入盛有生石灰的烧杯中,一段时间后,试管内的白磷(白磷的着火点为 )开
始燃烧,待白磷熄灭并冷却至室温后打开弹簧夹。下列说法不正确的是( )
A. 实验前应检查装置气密性
B. 水和生石灰反应放出热量
C. 此实验还能验证可燃物燃烧需要温度达到其着火点
D. 实验结束后,注射器活塞若停留在 处,
则证明氧气约占空气体积的
√
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【解析】实验前应检查装置气密性,A正确;水和氧化钙反应生成氢氧化
钙,放热,B正确;水和氧化钙反应放热,温度升高,一段时间后白磷燃
烧,说明可燃物燃烧需要温度达到其着火点,C正确;实验结束后,注射
器活塞若停留在 处,则氧气约占空气体积的
,D错误。
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【拓展设问】(1)实验中把教材实验中的红磷更换为白磷,优点是________
_________________________。
白磷的着火点比红磷低,容易燃烧
(2)该实验是通过生石灰与水反应放热的原理使试管内的白磷燃烧,相
对教材实验的优点是______________________________________________
_________________________(写一条即可)。
在密闭的环境中进行反应,能够减小实验误差(或不污染空气等,合理即可)
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5.【原理、装置创新】[2024北京朝阳区一模]用如图装置测定空气中氧气
的含量。量筒中先装入一定量的水,再将装有足量潮湿铁粉的塑料瓶(有
效容积为 )旋紧瓶盖放入其中,观察瓶子不再变瘪,记录反应前后
数据如图所示。下列说法不正确的是 ( )
A. 塑料瓶需气密性好
B. 实验原理为铁生锈消耗氧气,使瓶内
压强减小
C. 实验测得氧气体积分数约为
D. 铁粉用量越多,测得的氧气体积分数越大
√
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【解析】塑料瓶需气密性好,防止漏气造成测定结果不准确,A正确;
实验原理为铁粉生锈消耗氧气,使瓶内压强减小,B正确;实验测得氧
气体积分数为 ,C正确;氧气被完全消
耗后,反应不再进行,并不是铁粉用量越多,测得的氧气体积分数越
大,D错误。
【实验改进原因】①将燃着的红磷伸入集气瓶内时,会造成集气瓶内气体逸出,使得测量结果偏大;②红磷燃烧产生的五氧化二磷会污染空气;③烧杯中的水沿导管进入集气瓶中,会有少量水残留在导管中,影响实验结果。
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6.【数字化实验】[2023杭州改编]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,集气瓶内气压变化曲线
如图丙所示。
甲
乙
丙
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(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___________
___________________。
引燃白磷
白磷燃烧,产生大量白烟,放热
甲
乙
丙
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(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______(填“正确”或“错误”),说明理由:
______________________________。
错误
白磷不能把集气瓶中的氧气耗尽
(4)图丙中点气压比 点气压小的原因是___________________________
_________________;气压变化至 点时,进行的实验操作是____________。
白磷燃烧消耗集气瓶中的氧气,使瓶内压强减小
打开止水夹
甲
乙
丙
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【新考法解读】2022课程标准要求加强数字化实验室的建设,建议教师利用
数字化实验装备改进传统实验,让学生借助可视化的数据认识化学问题的
本质。近3年关于数字化实验的考查比例加大。
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