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课题1 我们周围的空气 第二单元 空气和氧气 第一课时 探究空气组成 2025-2026学年人教版九年级化学同步教学课件 学习目标: 1. 了解空气的主要成分,能准确说出各成分的体积分数。 3.理解测定空气中氧气含量的实验原理、方法及实验操作要点。 4.初步认识物质的分类,能区分一些常见的纯净物和混合物。 2. 初步学习分析科学家研究空气的实验,并通过仿照实验探究空气中氧气的含量。 空气与我们朝夕相伴,离开了空气我们将无法生存,你了解空气的组成吗?人类在探索空气组成的道路上经历了怎样的历程? 一. 人类探索空气组成的历程 1. 18世纪70年代,瑞典科学家舍勒和英国化学家普利斯特里分别制得了氧气,但他们并未意识到自己发现了氧气。 2. 1777年,法国化学家拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分,得出空气由氧气和氮气组成,氧气约占空气总体积1/5的结论。 3. 19世纪末,英国物理学家雷利发现了稀有气体氩气,之后其他稀有气体陆续被发现。 曲颈甑 玻璃钟罩 汞槽 二. 拉瓦锡对空气组成的研究 1777年,法国化学家拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分,他把少量汞放在密闭容器里连续加热12天,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减少了约1/5 。研究剩余4/5体积的气体,发现它们既不能供给呼吸,也不支持燃烧,命名为氮气;将生成的红色粉末收集起来继续加热,得到汞和另一种气体,且该气体体积等于之前容器里减少的体积,这种气体可供给呼吸和帮助燃烧,命名为氧气。由此得出空气由氧气和氮气组成,氧气约占空气总体积1/5的结论。 氧化汞 汞 + 氧气 HgO Hg O2 加热 汞 + 氧气 氧化汞 加 热 Hg O2 HgO 1.拉瓦锡实验原理: 2.拉瓦锡实验现象: 银白色的液态汞变成红色粉末,同时容器里空气的体积大约减少了一。 3.拉瓦锡实验结论: 空气是由氧气和氮气组成,其中氧气约占空气体积的1/5。 1.实验设计思路 水 如何测得消耗掉氧气的体积? 三. 测定空气中氧气的含量 红磷在密闭的容器内充分燃烧,消耗了空气中 的氧气,生成五氧化二磷固体,容器内压强减小,水面上升约1/5,从而确定空气中氧气的体积分数。 燃烧匙 集气瓶 弹簧夹 导管 烧杯 红磷 2.实验原理 磷 + 氧气 五氧化二磷 点燃 P O2 P2O5 所选试剂能在空气中燃烧且生成物是固体(或生成物是气体但生成 的气体可以被吸收),使容器内外形成______________。 压强差 3.实验装置 请仔细观察并记录实验现象。 3.实验步骤: 1、连接仪器。检查装置气密性。 3、加紧止水夹,点燃红磷(足量),迅速伸入瓶中,塞紧瓶塞。 4、将导管放入水中,待集气瓶冷却到常温时,打开止水夹。 2、先在集气瓶中装少量水,并将剩余的体积五等分。 产生上述实验现象的原因是什么? (1)白烟是红磷燃烧后生成的五氧化二磷固体小颗粒; (2)过量的红磷燃烧基本耗尽集气瓶中的氧气,使瓶内气体减少,气压降低,所以打开止水夹,烧杯中的 水进入瓶内,消耗多少体积的氧气就进入多少体积的水; 即时理解 4. 实验现象: ① 红磷燃烧,产生大量白烟; ②冷却至室温,打开止水夹,烧杯中的水倒流进集气瓶,集气瓶内水面上升约占上方空间1/5体积; 5. 实验结论: 氧气约占空气体积的1/5。 6.反应的文字表达式: 红磷 + 氧气 五氧化二磷 点燃 P O2 P2O5 即时理解: 如果水面上升小于五分之一,可能的原因有哪些? (1)、装置漏气; (2)、红磷不足; (3)、没等集气瓶冷却到室温就打开止水夹。 (1)测定空气中氧气含量时药品选择依据 ①廉价易得,安全性高 ②反应物能在空气中反应且只与氧气反应 ③反应后不能生成气体 7. 深入理解: (2)、剩余气体主要是什么?有什么性质? 答:主要是氮气,说明氮气不能燃烧也不支持燃烧,难溶于水也不与水反应。 (3)、在此实验中,预先在集气瓶底部装少量的水有何作用? 答:吸收五氧化二磷,降温 红磷燃烧产生大量白烟(五氧化二磷),污染空气,危害人体健康。 三、实验探究 8.实验改进 优点:装置始终密闭,没有气体逸出 (环保) 对测定空气中氧气含量的实验的改进 (1)、为什么装置气密性要良好? 避免瓶外空气进入集气瓶内,导致进入水的体积减少,使测得的氧气的体积分数偏小。 充分消耗尽氧气,如果红磷量不足,使得消耗的氧气少,导致测得的结果偏小 (2)、为什么红磷要足量? (3)、为什么待红磷熄灭并冷却至室温后再打开弹簧夹? 反应后未冷却至室温,瓶内温度高,压强大,倒吸入集气瓶内水的体积减小,使测得的结果偏小。 氮气 78% 氧气 21% 稀有气体 0.94% 二氧化碳 0.03% 其他气体和杂质 0.03% 四.空气的成分 (“体积分数”) 空气的成分按体积分数计算如下表: 1. 空气的成分 空气成分 体积分数 氮 气 约78% 氧 气 约21% 稀有气体 约0.934% 二氧化碳 约0.03% 其他气体 约0.03% 约78% 约21% 约0.94% (2)过去人们认为氦、氖、氩、氪、氙、氡等这些气体不与其他物质发生化学反应,曾把它们叫作惰性气体。 2.深入理解 (1) 空气的成分是体积分数,不要误以为是质量分数。 (3)稀有气体(惰性气体)不是单一气体,而是氦、氖、氩、氪、氙、氡等这些气体的总称。 (4)稀有气体(惰性气体)的惰性是相对的不是绝对的,在适当的条件下也能与其他物质发生化学反应。 五、物质的分类(混合物与纯净物) 如:空气 海水 豆浆 酱油 50度的白酒 矿泉水等。 1.混合物:由多种物质组成. 如:氧气 二氧化碳 红磷 五氧化二磷 2.纯净物:由一种物质组成. (可以用化学符号来表示) O2 CO2 P P2O5 物质 混合物 纯净物 0 3. 混合物和纯净物比较 感受科技进步 测定空气中氧气含量的数字化实验 数字化实验利用传感器和信息处理终端进行实验数据的采集与分析。实验时一般将传感器、数据采集器和计算机依次相连,采集实验过程中各种物理量(如温度、压强、浓度等)的数据,通过软件对数据进行记录、呈现和分析。我们可以将测定空气中氧气的含量。 设计成数字化实验(如图)。 氧气含量测量仪 实验步骤如下:(1)将氧气传感器与数据采集器、计算机连接;(2)把氧气传感器插入盛有空气的容器,采集数据;(3)通过相关软件处理数据,并在计算机屏幕上显示空气中氧气的含量。 经典例题 例1.2025年我国成功发射多颗卫星,卫星在太空运行需要保障内部空气成分稳定。科学家模拟地球空气成分,为卫星内部提供适宜环境。已知地球空气中氮气占比约78%,氧气约21%,其他气体约1%。那么卫星内部模拟空气中含量最多的气体是( ) A. 氧气 B. 氮气 C. 二氧化碳 D. 稀有气体 【解析】地球空气中氮气占比最高,卫星模拟地球空气成分,所以含量最多的气体是氮气,选B。 B 例2.2025年世界机器人大会展示了许多先进机器人,部分机器人的运行需要特殊气体环境模拟空气条件进行测试。在模拟空气中,下列哪种气体可支持机器人内部电子元件工作时的氧化反应( ) A. 氮气 B. 氧气 C. 稀有气体 D. 二氧化碳 【解析】氧气具有氧化性,能支持燃烧和氧化反应,氮气、稀有气体、二氧化碳化学性质相对稳定,一般不支持氧化反应,选B。 B 例3.下列关于空气的说法错误的是( ) A.空气是一种混合物 B.空气是一种宝贵的资源 C.稀有气体化学性质很不活泼,不与任何物质发生化学反应 D.空气中氧气的体积分数约为21% 【解析】A、空气是氮气、氧气、二氧化碳等气体组成的混合物,故选项说法正确;B、空气能供给呼吸,能维持生态平衡,作用众多是宝贵的资源,故选项说法正确;C、稀有气体化学性质很不活泼,一定条件下可以与其他物质发生化学反应,故选项说法错误;D、根据实验得出空气中氧气的体积分数约为21%,故选项说法正确;故选D。 D 例4.如图装置常用来测定空气中氧气的含量。下列对该实验的认识正确的是( ) A. 红磷燃烧产生大量白雾 B. 红磷熄灭后,立即打开止水夹,观察现象 C. 可以用木炭代替红磷进行实验 D. 红磷量不足会导致实验结果偏小 【解析】A、红磷燃烧产生的大量白烟,而不是白雾,故选项说法错误。B、红磷熄灭后,不能立即打开止水夹,以防止此时剩余的气体在受热状态下,处于膨胀状态,占据了部分水的体积,测定结果偏小,故选项说法错误。C、木炭在空气中燃烧生成二氧化碳气体或者一氧化碳气体甚至是两者的混合气体,虽除去氧气,但增加了新的气体,不能用来测定空气中氧气含量,故选项说法错误。D、红磷量不足,不能完全消耗完瓶内氧气,测定结果偏小,故选项说法正确。故选:D。 D 例5.如图为空气成分示意图(按体积分数计算),其中“y”代表的是( ) A. 氧气 B. 二氧化碳 C. 氮气 D. 稀有气体 【解析】由图中空气成分的示意图可知,“y”的体积分数约为21%,因此“y”代表的是氧气。 故选:A。 A 例6.下列物质属于纯净物的是( ) A. 干冰 B. 矿泉水 C. 石油 D. 大理石 【解析】A、干冰是二氧化碳的固体只含有一种物质,属于纯净物. B、矿泉水中含有水、可溶性矿物质等物质,属于混合物. C、石油是含有多种物质的混合物. D、大理石中含有碳酸钙、多种杂质,属于混合物. 故选A. A 例7.某小组用红磷燃烧测定空气中氧气含量时,发现进入集气瓶的水体积不足瓶内原空气体积的1/5。下列可能导致误差的原因是( ) A. 红磷过量 B. 装置气密性良好 C. 未冷却至室温就打开止水夹 D. 集气瓶预先装了少量水 【解析】未冷却时气体膨胀,压强偏大,导致进入水的体积偏小. C 例8.学校实验室开展“自制简易空气成分测定装置”活动,下列材料中最适合用作燃烧物的是( ) A. 铁丝(在空气中不燃烧) B. 蜡烛(生成气体) C. 镁条(会与氮气反应) D. 红磷(只与氧气反应) 【解析】红磷燃烧只消耗氧气且不生成气体,适合测定氧气含量. D 例9.以下实验操作会导致测定空气中氧气含量偏大的是( ) A. 装置漏气 B. 红磷量不足 C. 弹簧夹未夹紧 D. 未冷却至室温读数 【解析】弹簧夹未夹紧会使瓶内气体受热逸出,导致倒吸水体积偏大. C 例10.利用如图装置验证了空气中氧气的含量。 下列叙述不正确的是( ) A.实验前需检查装置气密性 B.白磷的作用是消耗试管中的氧气 C.白磷熄火、试管冷却后再打开止水夹 D.最终量筒中液面约降至40mL刻度线处 【解析】A、该装置是利用白磷燃烧消耗氧气,反应后,装置内压强减小,在压强差的作用下,量筒中的水进入试管,进入水的体积就是空气中氧气的体积,故实验前需检查装置的气密性,否则,装置漏气,外界空气进入,会使实验结果偏小,不符合题意;B、白磷的作用是将试管内的氧气耗尽,使装置内压强减小,在压强差的作用下,量筒中的水进入试管,进入水的体积就是空气中氧气的体积,不符合题意;C、白磷熄灭,试管冷却后,再打开止水夹,否则,试管内的气体受热膨胀,占据了一定的空间,会使进入水的体积偏小,从而使实验结果偏小,不符合题意;D、空气中氧气的体积约占空气体积的1/3,故进入水的体积大约是:130mL×1/3=26mL,故最终量筒中液面约降至50mL-26mL=24mL刻度线处,符合题意。故选D。 D 例11.小明用下图所示装置测定空气中氧气 的含量。(1)实验时,取下橡胶塞,点燃 红磷后迅速伸入集气瓶中并旋紧橡胶塞, 这时看到的现象是__________,该反应的 文字表达式为__________。 (2)小明又设计了如图B所示的改进装置(提示:白磷和红磷的燃烧现象相同),其优点是__________(只需写1点)。 从理论上分析,玻璃管内液面最终将上升至处__________(填“1”、“2”、“3”或“4”),但实测结果液面往往偏低,其可能原因是__________(写出2条)。 (3)从课本镁条燃烧实验小明得到启发,于是他用镁代替红磷,点燃后迅速伸入集气瓶,实验完毕,冷却后进入集气瓶中水的体积远大于总容积的1/5。如果装置气密性良好,则可能原因是__________。 【答案】(1)红磷燃烧产生大量白烟 磷+氧气 五氧化二磷 (2) 操作简便(或不污染空气或实验误差小等,答案合理即可) 1 白磷的量不足,没有冷却到室温就观察 (3)除氧气外,镁还能与空气中的其他气体反应 【解析】(1)红磷燃烧会生成五氧化二磷固体颗粒,所以能观察到红磷燃烧产生大量白烟。红磷在点燃的条件下会和氧气反应生成五氧化二磷。故答案为:红磷燃烧产生大量白烟、磷+氧气 五氧化二磷;(2)改进的实验可通过铜丝传导热量,使试管中的红磷反应。相较于A实验,操作比较简便。氧气大约占空气体积的1/5,所以从理论上来说,液面会上升到1刻度线处。若液面偏低,可能是红磷太少或者是因为反应放热,导致温度过高,气体膨胀。故答案为:操作简便(或不污染空气或实验误差小等,答案合理即可)、1、白磷的量不足,没有冷却到室温就观察;(3)因为镁条既能与氧气反应,又能与氮气反应,因此消耗气体的体积会大于1/5。故答案为:除氧气外,镁还能与空气中的其他气体反应。 例12.在校园科技节活动中,化学社团设计了“测定空气中氧气含量”的创新实验。他们选用容积为 200mL 的透明塑料瓶作为反应容器,用白磷(与红磷性质相似)和电子传感器测定瓶内气压变化。 (1) 拉瓦锡在研究空气组成时,将汞在密闭容器中加热,汞与空气中的______(填物质名称)发生反应,该实验证明空气中氧气约占总体积的______。 (2)该实验中白磷燃烧的现象是产生大量______,并放出热量。 (3)若实验前未检查装置气密性,可能导致测定结果______(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 (4)实验结束后,瓶内剩余气体属于______(填“纯净物”或“混合物”),其主要成分是______(填物质名称)。 (5)空气成分中,可用于制作电光源的是( ) A. 氧气 B. 氮气 C. 稀有气体 D. 二氧化碳 【答案】(1)氧气;1/5;(2)白烟;(3)偏小;(4)混合物;氮气;(5)C 【解析】(1)拉瓦锡实验中汞与氧气反应,证明氧气约占空气体积的1/5。(2)白磷燃烧产生大量白烟,这是生成五氧化二磷固体小颗粒的现象。(3)装置气密性不好会使外界空气进入,导致瓶内压强变化小,水进入量减少,测定结果偏小。(4)空气中氧气被消耗后,剩余气体主要是氮气,还含有稀有气体等,属于混合物。(5)稀有气体通电时能发出不同颜色的光,可用于制作电光源。 探究空气的组成 课堂小结 探索空气组成的历程 拉瓦锡对空气组成的研究 测定空气中氧气的含量 空气的成分 物质的分类 随堂练习 1.节日期间的商场里顾客很多,有人会感觉到闷热缺氧,测定出氧气的体积分数可能是( ) A.1% B.19% C.25% D.78% B 【解析】空气中氧气的体积分数为21%,节日期间的商场里顾客很多,有人会感觉到闷热缺氧,则氧气的体积分数应略小于21%。A、氧气的体积分数应略小于21%,空气中氧气的体积分数不可能低至1%,否则人类没法生存,故选项错误。 B、空气中氧气的体积分数可能为19%,故选项正确。C、氧气的体积分数应略小于21%,空气中氧气的体积分数不可能为25%,故选项错误。D、氧气的体积分数应略小于21%,空气中氧气的体积分数不可能为78%,故选项错误。故选:B。 随堂练习 1. 2025年某实验室研究新型材料在不同气体环境下的性能,模拟了与空气类似的混合气体。在探究该新型材料在模拟空气中的稳定性实验中,发现加热时材料与其中一种气体发生反应,这种气体最可能是( ) A. 氮气 B. 氧气 C. 二氧化碳 D. 稀有气体 B 【解析】氧气化学性质比较活泼,在加热条件下能与许多物质发生反应;氮气、二氧化碳、稀有气体化学性质相对稳定,一般不易与材料反应,选B。 2.我国计划在2025年启动平流层能源传输测试,为空间太阳能电站相关技术提供实验基础。在平流层中,空气成分随高度变化有所不同,但主要成分依然是氮气和氧气等。若要采集平流层空气样本研究其成分,下列方法可行的是( ) A. 用打气筒将平流层空气打进集气瓶 B. 将集气瓶在平流层打开,再盖上 C. 先将集气瓶装满水,到平流层倒掉水,盖上玻璃片 D. 用塑料袋在平流层兜取空气 C 【解析】A选项打气筒无法将平流层空气打进集气瓶;B选项打开集气瓶再盖上,空气易混入其他杂质;D选项塑料袋材质可能与空气成分反应且难以保证收集的是平流层纯净空气。C选项排水法收集,可保证收集的是平流层空气,选C。 3. 2025年,某科研团队研究火星大气与地球空气的差异,已知火星大气中二氧化碳含量约95%,氮气约2.7%,氩气约1.6% ,几乎不含氧气。而地球空气中氧气约21%。下列关于火星大气和地球空气的说法正确的是( ) A. 火星大气和地球空气都属于纯净物 B. 火星大气中含量最多的气体和地球空气中含量最多的气体相同 C. 人类若要在火星生存,需改造火星大气,增加氧气含量 D. 地球空气中没有二氧化碳 C 【解析】A选项,火星大气和地球空气都由多种气体组成,属于混合物;B选项,火星大气含量最多是二氧化碳,地球是氮气;D选项,地球空气中含有少量二氧化碳;C选项,人类呼吸需要氧气,火星几乎无氧气,所以人类若要在火星生存,需改造火星大气,增加氧气含量,选C。 4.某化学兴趣小组设计了如图所示的实验装置, 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。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,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 【解析】由试管的容积为50mL,注射器内空气的体积为25mL,空气中氧气的体积分数约为1/5可知空间中氧气共约有(50mL+25mL)×1/5=15mL,红磷足量将空间中的氧气全部消耗,约消耗了15mL,冷却至室温,注射器中活塞向左移动,应停留至25mL﹣15mL=10mL处。故选:C。 C 5.实验室用红磷测定空气中氧气含量实验,在这个实验过程中,下图能正确表示的广口瓶内气体体积变化情况的是( ) A. B. C. D. B 【解析】:由于空气中氧气的体积约占空气总体积的21%,约20%即占五分之一,磷燃烧消耗氧气生成五氧化二磷固体,使瓶内压强减小,并减小了五分之一,消耗完氧气后瓶内气压就不发生变化了。故选:B。 6.如图所示装置可用于测定空气中氧气的含量,实验前在集气瓶内加入少量水,并做上记号。下列说法中不正确的是( ) A.该实验证明空气中氧气的含量约占1/5 B.实验时红磷一定要足量 C.实验前一定要检验装置的气密性 D.红磷燃烧产生大量的白雾,火焰熄灭后并冷却后打开弹簧夹 【解析】A、最终进入瓶中的水的体积约为氧气的体积,该实验证明空气中氧气的体积含量约占的1/5,故说法正确 B、实验时红磷一定过量,才能将集气瓶内的氧气消耗掉,故说法正确;C、实验前一定要检验装置的气密性,故说法正确;D、红磷燃烧产生大量的白烟,火焰熄灭后并冷却后打开弹簧夹。故说法不正确。故选:D。 D 7.下列物质属于纯净物的是( ) A.纯净的空气 B.冰水混合物 C.稀有气体 D.矿泉水 【解析】A、纯净的空气中也有氧气、氮气等,属于混合物,故选项错误;B、冰水混合物中只有水分子,属于纯净物,故选项正确;C、稀有气体是氦、氖、氩、氪、氙等气体的总称,属于混合物,故选项错误;D、矿泉水中有矿物质和水,属于混合物,故选项错误;故选: B B 8.2025年谷歌的Willow量子芯片解决了纠错难题,量子计算机运行时需要特殊的气体环境防止芯片被氧化等。在模拟的特殊气体环境中,哪种气体最不可能存在( ) A. 氧气 B. 氮气 C. 氦气 D. 氖气 【解析】氧气具有氧化性,会使芯片被氧化,不利于芯片运行。氮气、氦气、氖气化学性质稳定,常用作保护气,所以最不可能存在的是氧气,选A。 A 9.下列物质属于纯净物的是( ) A.纯净的空气 B.冰水混合物 C.稀有气体 D.矿泉水 【解析】A、纯净的空气中也有氧气、氮气等,属于混合物,故选项错误;B、冰水混合物中只有水分子,属于纯净物,故选项正确;C、稀有气体是氦、氖、氩、氪、氙等气体的总称,属于混合物,故选项错误;D、矿泉水中有矿物质和水,属于混合物,故选项错误;故选: B 。 B 10.某化学兴趣小组设计了如图所示的实验装置,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。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,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 【解析】由试管的容积为50mL,注射器内空气的体积为25mL,空气中氧气的体积分数约为1/5可知空间中氧气共约有(50mL+25mL)×1/5=15mL,红磷足量将空间中的氧气全部消耗,约消耗了15mL,冷却至室温,注射器中活塞向左移动,应停留至25mL﹣15mL=10mL处。故选:C。 C 11.“捕捉”空气有很多方法,某同学模仿教材中的“捕捉”实验.你认为他的哪个实验“捕捉”的空气与地表附近所存在的空气成分相差较大( ) A. 用打气筒向气球充气,气球膨胀 B. 将一个空量筒倒立于装满水的水缸中,用力往下压,量筒中留有气体 C. 用口对气球呼气,气球膨胀 D. 将一空玻璃瓶置于室内,盖上瓶盖 【解析】A、用打气筒向气球充气,气球膨胀,主要是因为空气通过打气筒被压入气球,从而使气球内部的气压变大,导致气球膨胀,故没有改变气体的成分;B、将一个空量筒倒立于装满水的水缸中,用力往下压,量筒中留有气体,此过程主要是减小了气体分子间的间隔,而气体的成分没有变化;C、用口对气球呼气,吹入的是经过呼吸后的气体,所以这种气体中的氧气含量比空气低,二氧化碳和水蒸气的含量比空气高,所以这种方式“捕捉”的气体与空气成分相差很大;D、将一空玻璃瓶置于室内,盖上瓶盖,这样收集的空气与室内空气成分一样,成分没有发生改变.故选:C. 。 C 12.如图甲所示装置可用于测定空气中氧气含量。图乙是用该装置测得实验过程中集气瓶内气压与时间关系图(该装置气密性良好,P0是集气瓶内初始气压)。下列说法不正确的是( ) A. 红磷的多少对实验结果无影响 B. 集气瓶中气压瞬间变大是红磷燃烧放热造成的 C. a点时红磷燃烧刚好停止 D. c→d压强降低是因为集气瓶内氧气被消耗 A 【解析】A、红磷的多少对实验结果有影响,红磷要过量,以完全消耗装置中的氧气,故选项说法错误。 B、红磷燃烧放出大量的热,集气瓶中气压瞬间变大是红磷燃烧放热造成的,故选项说法正确。 C、a点时压强最大,放出的热量最多,红磷燃烧刚好停止,故选项说法正确。D、c→d压强降低,是因为红磷燃烧消耗氧气,使装置内气压减小,故选项说法正确。故选:A。 13.小亮同学利用如图所示的装置测定空气里氧气的含量。他先在燃烧匙中放入足量的红磷,塞紧橡皮塞, 然后用凸透镜聚光照射集气瓶中的红磷。 (1)由于凸透镜的聚光作用,使红磷的温度 ,红磷燃烧;燃烧停止后,燃烧匙里仍有红磷,燃烧停止的原因是 。 (2)待完全反应冷却到常温后,打开弹簧夹观察到的实验现象是 ,说明 。 (3)实验中不能用木炭代替红磷,原因是 。 【答案】(1)达到它的着火点;氧气耗尽。(2)水进入集气瓶中,约占集气瓶剩余容积的五分之一;氧气约占空气总体积的五分之一。(3)木炭燃烧生成二氧化碳气体,集气瓶内的气体没有减少。 【解析】(1)由于凸透镜的聚光作用,使红磷的温度达到了着火点,红磷燃烧;燃烧停止后,燃烧匙里仍有红磷,说明集气瓶中的氧气被耗尽。故填:达到它的着火点;氧气耗尽。 (2)待完全反应冷却到常温后,打开弹簧夹观察到的实验现象是:水进入集气瓶中,约占集气瓶剩余容积的五分之一,说明氧气约占空气总体积的五分之一。故填:水进入集气瓶中,约占集气瓶剩余容积的五分之一;氧气约占空气总体积的五分之一。 (3)因为木炭燃烧生成二氧化碳气体,集气瓶内的气体没有减少,不能测定空气中氧气的含量,所以实验中不能用木炭代替红磷。 故填:木炭燃烧生成二氧化碳气体,集气瓶内的气体没有减少。 14.空气中氧气含量测定的经典赏 析。教材中介绍了拉瓦锡用定量 的方法研究了空气的成分(实验装 置如图所示)。 (1)写出汞与氧气反应的文字表达式:_____________。 (2)本实验中选择使用汞的优点有:①汞在加热的条件下,只和氧气反应。 ②汞为液态,在汞槽中起到液封的作用,并能直接用来测量反应器内空间体积的变化。③生成的氧化汞分解又能得到汞和氧气,把得到的氧气加到剩下的4/5体积的气体中,结果所得气体跟空气的性质完全一样。 根据资料卡片,请再补充本实验使用汞的两个优点,并说明依据。 ④_____________。 ⑤_____________。 (3)通过实验,拉瓦锡得出了空气由氧气和氮气组成,其中氧气约占空气总体积的1/5的结论。请根据现在的认识,对此结论予以补充。_____________。 【解析】(1)汞与氧气反应的化学式的表达式∶汞+氧气 氧化汞。(2)本实验使用汞的两个优点:汞的沸点较低,汞蒸气与氧气反应比较充分,能将密闭装置内空气中的氧气几乎耗尽;氧化汞的密度小于汞,且不溶于汞,因此易与汞分离。(3)拉瓦锡得出了空气由氧气和氮气组成,其中氧气约占空气总体积1/5的结论。根据现在的认识,对此结论予以补充∶氮气占78%,氧气占21%,稀有气体占0.94%,二氧化碳0.03%,其他气体和杂质0.03%。 【答案】(1)汞+氧气 氧化汞 汞的沸点较低,汞蒸气与氧气反应比较充分,能将密闭装置内空气中的氧气几乎耗尽 氧化汞的密度小于汞,且不溶于汞,因此易与汞分离 空气的成分按体积计算,大约是:氧气21%、氮气78%、稀有气体等其他成分1% 15.小明在家中利用玻璃杯、蜡烛和水设计实验测定空气中氧气含量。他将蜡烛固定在盘中,点燃后迅速倒扣玻璃杯,观察水面变化。 (1)该实验原理与课本中用红磷测定氧气含量相似,都是通过消耗氧气使装置内______减小,从而使水进入装置。若蜡烛燃烧不充分,可能生成一氧化碳气体,会导致测定结果______(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 (2)实验过程中,观察到蜡烛熄灭,玻璃杯内液面上升,最终水面上升高度小于玻璃杯内空气体积的1/5,原因可能是______(写出一点即可)。 (3)空气成分中,体积分数约为 21%的是______;属于混合物的是______(填序号:①氧气 ②空气 ③氮气)。 (4)下列不能用于测定空气中氧气含量的物质是( ) A. 红磷 B. 木炭 C. 白磷 D. 铜粉 (5)实验结束后,杯内剩余气体不具有的性质是( ) A. 无色无味 B. 难溶于水 C. 支持燃烧 D. 化学性质稳定 【解析】(1)消耗氧气使压强减小;蜡烛燃烧生成气体,会使压强减小不明显,结果偏小。(2)蜡烛量不足、装置漏气等都会导致进入水的体积不足1/5。(3)氧气约占空气体积21%;空气由多种物质组成,是混合物。(4)木炭燃烧生成二氧化碳气体,无法形成明显压强差,不能用于测定。(5) 剩余气体主要是氮气,不支持燃烧。 【答案】(1) 压强;偏小;(2)蜡烛量不足(或装置气密性不好等);(3)氧气;②;(4)B;(5)C 化学就象你头顶上的果实, 只要肯稍作努力,成功的 甜蜜就属于你! 祝你成功! 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