空氣中氧氣含量的測(cè)定專(zhuān)題練習(xí)

1、“空氣中氧氣含量的測(cè)定”實(shí)驗(yàn)探究1在“空氣中氧氣含量的測(cè)定”實(shí)驗(yàn)探究中，甲生設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案：在燃燒匙內(nèi)盛過(guò)量紅磷，點(diǎn)燃后立即插入集氣瓶?jī)?nèi)，塞緊橡皮塞，待紅磷火焰熄滅，集氣瓶冷卻至室溫，打開(kāi)鐵夾，水注入集氣瓶。實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示答復(fù)以下問(wèn)題：1實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，觀察到的主要現(xiàn)象是，。反應(yīng)的化學(xué)方程式是。2乙生用上述實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)定的結(jié)果是：空氣中氧氣含量與正常值有較明顯的偏差，其操作上的原因可能是要求答出兩種 ：，。3丙生也設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，裝置和操作同上，只不過(guò)用木炭代替了紅磷。當(dāng)木炭停止燃燒，集氣瓶冷卻至室溫，打開(kāi)鐵夾后，水能否進(jìn)入集氣瓶？為什么？。4假設(shè)仍然用木炭代替紅磷，丙生的實(shí)驗(yàn)方案應(yīng)作何

2、改良，才能保證實(shí)驗(yàn)成功？只需答出實(shí)驗(yàn)方案中須改良的地方。2某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了如圖2所示的裝置，探究空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)，其中a是底面積為 50 cm3、高 20cm的圓筒狀玻璃容器( 帶密封蓋 ) ，上面標(biāo)有以cm為單位的刻度。b是帶刻度的敞口玻璃管( 其他輔助裝置略) 。他們的操作過(guò)程如下：a檢查裝置的氣密性；b加入水并調(diào)整b的高度使a中的液面至刻度15 cm 處；c將過(guò)量的銅粉平鋪在惰性電熱板上。蓋緊密封蓋；d通電加熱銅粉，待充分反應(yīng)后冷卻到原來(lái)的狀況，調(diào)整b的高度使容器a、b中的液面保持水平，記錄液面刻度。( 注： a容器內(nèi)固態(tài)物質(zhì)所占的體積忽略不計(jì)) (1) 在操作 a中檢查裝置氣

3、密性的方法是_ 。(2) 在上述實(shí)驗(yàn)中，以下物質(zhì)不能代替銅粉的是_ ( 填字母 ) 。a紅磷 b木炭 c鐵粉(3) 往操作 d結(jié)束時(shí)，裝置a 中液面的刻度約為_(kāi)cm(填整數(shù) ) 。如果在操作d 結(jié)束時(shí)，裝置a 中液面刻度在11cm處則實(shí)驗(yàn)結(jié)果比理論值_ ( 填“偏大”或“偏小” ) 。(4) 該小組中有同學(xué)提出，用木炭代替銅粉也能測(cè)定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)只要將水換成一種溶液，則該溶液是 _ ， 其原因是 ( 用化學(xué)方程式表示) _ _ 。3小明和小芳在討論“能否用蠟燭燃燒法來(lái)粗略測(cè)定空氣中氧氣的含量”這一問(wèn)題時(shí)，小芳認(rèn)為：通過(guò)右圖3 裝置，用蠟燭燃燒法測(cè)得空氣中氧氣的含量會(huì)_( 填“偏高”、“

4、偏低”或“不變” ) 。她根據(jù)蠟燭燃燒產(chǎn)物的特點(diǎn)闡述了自己的理由：_ ，并用圖 3裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了自己的結(jié)論。( 注：此題實(shí)驗(yàn)中裝置的氣密性良好，水槽中的液體是水) 小明認(rèn)真分析了小芳的實(shí)驗(yàn)結(jié)果后，進(jìn)行了如下探究： 提出問(wèn)題 導(dǎo)致小芳這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果還有其它原因嗎? 實(shí)驗(yàn)探究 小明設(shè)計(jì)了圖 4裝置，進(jìn)行以下操作：(1) 取黃豆粒大小的白磷，用濾紙吸去外表的水份，放入捆在電烙鐵下面鐵片的凹槽內(nèi)；(2) 將燃燒匙內(nèi)的蠟燭點(diǎn)燃后迅速插入鐘罩內(nèi)，并立即塞緊橡皮塞；(3) 待蠟燭熄滅后( 蠟燭有剩余 ) ，接通電烙鐵電源，發(fā)現(xiàn)白磷先熔成液體，接著燃燒產(chǎn)生大量白煙，說(shuō)明通電前鐘罩內(nèi)含有_，產(chǎn)生白煙的化學(xué)反

5、應(yīng)方程式是_ _。 得出結(jié)論 導(dǎo)致小芳這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果的另一原因是_ 。4用來(lái)測(cè)定空氣成分的方法很多，圖5所示的是小明用紅磷在空氣中燃燒的測(cè)定方法。實(shí)驗(yàn)過(guò)程：第一步：將集氣瓶容積劃分為五等份，并做好標(biāo)記。第二步：點(diǎn)燃燃燒匙內(nèi)的紅磷，伸入集氣瓶中并把塞子塞緊。第三步：待紅磷熄滅并冷卻后，打開(kāi)彈簧夾，發(fā)現(xiàn)水被吸入集氣瓶中，進(jìn)入集氣瓶中水的體積約為集氣瓶總?cè)莘e的1/5 。請(qǐng)答復(fù)以下問(wèn)題：1上面的實(shí)驗(yàn)同時(shí)證明了氮?dú)庥械幕瘜W(xué)性質(zhì)。2實(shí)驗(yàn)完畢，假設(shè)進(jìn)入集氣瓶中水的體積不到總?cè)莘e的1/5 ，你認(rèn)為導(dǎo)致這一結(jié)果的原因可能是。3某同學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行反思后，提出了改良方法如圖6所示 ，你認(rèn)為改良后的優(yōu)點(diǎn)是：。5某?；瘜W(xué)興

6、趣小組就空氣中氧氣的含量進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究： 集體討論 1討論后同學(xué)們認(rèn)為，選擇的藥品既要能消耗氧氣，又不會(huì)跟空氣中的其它成分反應(yīng)，而且生成物為固體。他們應(yīng)該選擇 填編號(hào)，a蠟燭 b紅磷 c硫粉為了充分消耗容器中的氧氣，藥品的用量應(yīng)保證。2小組同學(xué)共同設(shè)計(jì)了如右圖的兩套裝置，你認(rèn)為合理的是填編號(hào)。為了確保實(shí)驗(yàn)的成功，在裝藥品之前應(yīng)該。 分組實(shí)驗(yàn) 在討論的基礎(chǔ)上，他們分組進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。 數(shù)據(jù)分析 實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，整理數(shù)據(jù)如下：注：集氣瓶容積為100ml 3通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的交流，大多數(shù)同學(xué)都驗(yàn)證出氧氣約占空氣體積的。通過(guò)實(shí)驗(yàn)還可以推斷集氣瓶中剩余氣體的性質(zhì)是。 實(shí)驗(yàn)拓展 4小組的同學(xué)做完實(shí)驗(yàn)后又嘗試用木炭重新

7、做了以上實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)水幾乎沒(méi)有進(jìn)入集氣瓶。經(jīng)討論，同學(xué)們一致認(rèn)為如果事先在集氣瓶?jī)?nèi)注入少量溶液來(lái)吸收氣體，實(shí)驗(yàn)也能取得較好的效果。6請(qǐng)按圖 8給出的條件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，你能觀察到什么現(xiàn)象，為什么？提示：某些非金屬氧化物能和水反應(yīng)生成酸，如：co2 + h2o = h2co3。7圖 9是一個(gè)具有刻度和活塞可滑動(dòng)的玻璃容器，其中有空氣和足量的白磷，將它放在盛有沸水的燒杯上方，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告：實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論測(cè)定空氣中_的體積分?jǐn)?shù)白磷著火燃燒，活塞先右移，后左移，最后停在刻度約為_(kāi)填整數(shù)的位置上?？諝獾某煞职大w積計(jì)算，_約占 21% 8某化學(xué)興趣小組對(duì)教材中“測(cè)定空氣里氧氣含量”的實(shí)驗(yàn)見(jiàn)圖

8、11進(jìn)行了大膽改良，設(shè)計(jì)圖12 選用容積為 45ml的18180mm的試管作反應(yīng)容器實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行，收到了良好的效果。請(qǐng)你比照分析下面圖11、圖 12實(shí)驗(yàn)，答復(fù)以下有關(guān)問(wèn)題：1指出實(shí)驗(yàn)中a、b儀器的名稱(chēng)：a_、b_。2圖 11實(shí)驗(yàn)中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi) 。3圖 12實(shí)驗(yàn)的操作步驟如下：點(diǎn)燃酒精燈。撤去酒精燈，待試管冷卻后松開(kāi)彈簧夾。將少量紅磷平裝入試管中，將20ml的注射器活塞置于10ml刻度處，并按圖12中所示的連接方式固定好，再將彈簧夾緊橡皮管。讀取注射器活塞的數(shù)據(jù)。你認(rèn)為正確的實(shí)驗(yàn)操作順序是_ 填序號(hào)。4圖 12實(shí)驗(yàn)中，注射器活塞將從10ml刻度處慢慢前移到約為_(kāi) ml 刻度處才停止。

9、5對(duì)照?qǐng)D 12實(shí)驗(yàn)，你認(rèn)為圖 11實(shí)驗(yàn)有何不足之處？答復(fù)一點(diǎn)即可 _ 。9某校研究性學(xué)習(xí)小組用圖13裝置進(jìn)行鎂條在空氣中燃燒的實(shí)驗(yàn)，燃燒、冷卻后打開(kāi)止水夾，進(jìn)入集氣瓶中水的體積約占集氣瓶容積的70。(1) 右圖中 a儀器的名稱(chēng)是_，燃燒、冷卻后打開(kāi)止水夾，水能進(jìn)入集氣瓶中的原因是： _ _。(2) 如果鎂條只和空氣中的氧氣反應(yīng)，則進(jìn)入集氣瓶中水的體積最多不超過(guò)其容積的_。現(xiàn)進(jìn)入集氣瓶中水的體積約為其容積的70，根據(jù)空氣的組成可推出減少的氣體中有氮?dú)??！景l(fā)現(xiàn)問(wèn)題】氮?dú)馐窃趺礈p少的呢? 【假設(shè)一】氮?dú)馀c鎂條反應(yīng)而減少?！炯僭O(shè)二】 _ 。【查閱資料】鎂條在氮?dú)庵心苋紵?，產(chǎn)物為氮化鎂(mg3n2) 固

10、體。氮化鎂中氮的化合價(jià)是_。鎂條還可以在二氧化碳?xì)怏w中燃燒生成碳和氧化鎂，該反應(yīng)的類(lèi)型是_ _。(3) 通過(guò)以上探究，你對(duì)燃燒的有關(guān)知識(shí)有了什么新的認(rèn)識(shí)：( 寫(xiě)出一點(diǎn)即可) _ 。10用圖 14所示裝置測(cè)定空氣中氧氣的含量。1實(shí)驗(yàn)時(shí)，取下橡膠塞，點(diǎn)燃紅磷迅速伸入集氣瓶中并塞緊橡膠塞，這時(shí)看到的現(xiàn)象是 _ 。2小倩設(shè)計(jì)了如以下圖15所示的改良裝置，其優(yōu)點(diǎn)是只寫(xiě)一點(diǎn) 。從理論上分析，玻璃管內(nèi)液面最終將上升至_ _處填 1、2、3、4 ，但實(shí)驗(yàn)測(cè)結(jié)果液面往往偏低，其原因可能是 _ _。 只寫(xiě)一條11根據(jù)空氣的成分填空，小蘭同學(xué)用圖16裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)測(cè)得的氧氣體積分?jǐn)?shù)大于15，請(qǐng)你幫助她分析造

11、成這種結(jié)果的可能原因是：_。12某興趣小組查閱資料得知鎂可在氮?dú)庵腥紵蒻g3n2，設(shè)計(jì)了如下方案進(jìn)行驗(yàn)證。步驟 1：用盛水的水槽、無(wú)底的廢廣口瓶、燃燒匙、蒸發(fā)皿、橡皮塞等裝配成如下圖的裝置。另準(zhǔn)備一只有一根銅絲穿過(guò)的橡皮塞，銅絲末端固定一根鎂條。步驟 2：引燃燃燒匙中足量的紅磷，塞好橡皮塞。待充分冷卻，觀察到廣口瓶?jī)?nèi)水面上升的體積約占瓶?jī)?nèi)水面原上方空間的15左右。步驟 3：往水槽中加水使廣口瓶?jī)?nèi)外水面相平。點(diǎn)燃鎂條，更換橡皮塞，鎂條在廣口瓶?jī)?nèi)繼續(xù)燃燒，發(fā)出紅光，放出熱量。待冷卻后廣口瓶?jī)?nèi)水位繼續(xù)上升。(1) 步驟 2的目的是。(2) 在步驟 3“待冷卻后廣口瓶?jī)?nèi)水位繼續(xù)上升”是由于瓶?jī)?nèi)氣壓

12、 (選填“大于”“小于”或“等于”) 外界氣壓。(3) 根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)和你所學(xué)的知識(shí)，請(qǐng)寫(xiě)出鎂在空氣中燃燒時(shí)的化學(xué)方程式：13. 用如下圖裝置來(lái)測(cè)定空氣中氧氣的含量，對(duì)該實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)錯(cuò)誤的選項(xiàng)是a銅粉用量的多少，不會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果b實(shí)驗(yàn)結(jié)束后冷卻到室溫才能讀數(shù)c氣球的作用是調(diào)節(jié)氣壓，使氧氣完全反應(yīng) d在正常操作情況下，反應(yīng)結(jié)束后消耗氧氣的總體積大約是反應(yīng)前硬質(zhì)玻璃管內(nèi)氣體體積的1/5 14. 空氣中氧氣含量測(cè)定的再認(rèn)識(shí)?！緦?shí)驗(yàn)回憶】圖9 是實(shí)驗(yàn)室用紅磷燃燒來(lái)粗略測(cè)定空氣中氧氣含量的裝置。(1) 寫(xiě)出紅磷燃燒的化學(xué)方程式。(2) 實(shí)驗(yàn)原理：由于紅磷燃燒消耗空氣中的氧氣，使瓶?jī)?nèi)_減小，燒杯中水倒吸到集氣瓶

13、。假設(shè)裝置的氣密性良好，操作標(biāo)準(zhǔn)，用量筒測(cè)量進(jìn)入瓶中水的體積，能粗略測(cè)得空氣中氧氣的含量?！締?wèn)題提出】有實(shí)驗(yàn)資料說(shuō)明：燃燒過(guò)程中當(dāng)氧氣體積分?jǐn)?shù)低于7% 時(shí)，紅磷就無(wú)法繼續(xù)燃燒，因此通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)，測(cè)置結(jié)果與理論值誤差較大?！緦?shí)驗(yàn)改良】鐵生銹原理：鐵與氧氣、水作用生成鐵銹。根據(jù)鐵在空氣中生銹的原理設(shè)計(jì)圖10 實(shí)驗(yàn)裝置，再次測(cè)定空氣中氧氣含量。裝置中飽和食鹽水、活性炭會(huì)加速鐵生銹。測(cè)得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表4 【交流表達(dá)】(1) 鐵生銹過(guò)程發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，首先是鐵與氧氣、水反應(yīng)生成氫氧化亞鐵寫(xiě)出該反應(yīng)的文字表達(dá)式_ _。(2) 根據(jù)表 4 數(shù)據(jù)計(jì)算， 改良實(shí)驗(yàn)后測(cè)得的空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)是_(計(jì)算結(jié)果精確

14、到0.1%)。測(cè)量項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)前實(shí)驗(yàn)后燒杯中水的體積燒杯中剩余水的體積集氣瓶扣除內(nèi)容物和導(dǎo)管的容積體積 /ml (3) 從實(shí)驗(yàn)原理角度分析，改良后的實(shí)驗(yàn)結(jié)果比前者準(zhǔn)確度更高的原因是：_ ；_ 。15. 某實(shí)驗(yàn)小組利用如下圖裝置測(cè)量空氣中氧氣體積分?jǐn)?shù)并取得成功。查閱資料 白磷的著火點(diǎn)40。提出問(wèn)題 氧氣體積約占空氣總體積的比例是多少？實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備 錐形瓶?jī)?nèi)空氣體積為230ml，注射器中水的體積為50ml，該裝置氣密性良好。實(shí)驗(yàn)探究 裝入藥品，按圖所示連接好儀器，夾緊彈簧夾。先將錐形瓶底部放入熱水中，白磷很快被引燃，然后將錐形瓶從熱水中取出?，F(xiàn)象分析 1將錐形瓶底部放入熱水中，白磷就能被引燃，說(shuō)明燃燒不能

15、缺少的一個(gè)條件是，假設(shè)足量的白磷在錐形瓶中沒(méi)能全部燃燒，說(shuō)明瓶?jī)?nèi)剩余氣體燃燒填“支持”或“不支持” ，寫(xiě)出白磷燃燒反應(yīng)的化學(xué)方程式：。2在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，可觀察到氣球的變化是。3待白磷熄滅、錐形瓶冷卻到室溫后，打開(kāi)彈簧夾，還可觀察到的現(xiàn)象是：注射器中的水自動(dòng)噴射出來(lái)，當(dāng)注射器中的水還剩約4ml 時(shí)停止往下流。導(dǎo)致注射器中的水還剩約4ml 這一現(xiàn)象發(fā)生的原因是：。得出結(jié)論 氧氣約占空氣總體積的1/ 5。參考答案1 1產(chǎn)生大量白煙進(jìn)入集氣瓶中的水約占其集氣瓶容積的1/5 4p+5o22p2o5條件：點(diǎn)燃2瓶塞未塞緊，造成裝置漏氣紅磷用量不足集氣瓶未冷卻至室溫就打開(kāi)止水夾3不能木炭燃燒生成的co2使

16、集氣瓶?jī)?nèi)的壓強(qiáng)基本不變4在集氣瓶?jī)?nèi)壁上沾一些濃的氫氧化鈉溶液或在瓶塞上插入吸有naoh 溶液的膠頭滴管在打開(kāi)彈簧夾前，將膠頭滴管中的naoh 溶液注入集氣瓶中或先在集氣瓶?jī)?nèi)裝適量濃的氫氧化鈉溶液，再把集氣瓶?jī)?nèi)的氣體分成五等分。2 往 b中加水，使a、b液面保持水平，蓋緊a的密封蓋，再向b中加水，使b中的液面高于a，一段時(shí)間后 b中液面不下降，則氣密性好?；蛲?b中加水，使a、b液面保持水平，蓋緊a的密封蓋，在用手捂住 a的外壁， b中液面上升，則氣密性好。b c中的鐵粉因接觸面積變大，在加熱情況下會(huì)與氧氣反應(yīng) 12 偏大naoh 2naoh+co2=na2co3+h2o 3 偏低蠟燭燃燒在消耗

17、氧氣的同時(shí)產(chǎn)生二氧化碳氧氣 4p+5o22p2o5條件：點(diǎn)燃鐘罩內(nèi)氧氣未消耗完4 1不能燃燒，也不支持燃燒2裝置漏氣或紅磷用量不足3裝置始終密閉，空氣沒(méi)有逸出，實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確5 1b； 足量或過(guò)量2a； 檢查裝置氣密性31/5 難溶于水、不助燃、不可燃等合理答案4naoh 或其它堿性溶液 ； co26 現(xiàn)象：a中產(chǎn)生大量白煙；開(kāi)始時(shí)， b中導(dǎo)管口處有氣泡產(chǎn)生；火焰熄滅后b中的液體通過(guò)導(dǎo)管流入 a中；進(jìn)入a鎮(zhèn)南關(guān)的液體呈淺紅色；進(jìn)入a中的液體體積約為a容器體積的 1/5 。解釋?zhuān)杭t磷與容器a中的氧氣反應(yīng)生成p2o5的小顆粒；反應(yīng)放熱；反應(yīng)過(guò)程o2被消耗，壓強(qiáng)不斷減??；p2o5和水反應(yīng)生成酸，使紫色石蕊變紅；空氣中的o2的體積約占空氣體積的1/5 。7 氧氣 2 氧氣8 1集氣瓶燒杯24p+5o22p2o5條件：點(diǎn)燃3 41 5易造成實(shí)驗(yàn)誤差或污染環(huán)境9(1) 燒杯集氣瓶中氣體減少，壓強(qiáng)減小，導(dǎo)致燒杯中的水進(jìn)入集氣瓶(2)21 【假設(shè)二】如氮?dú)? 在高溫條件下) 與瓶?jī)?nèi)的其他物質(zhì)反應(yīng)而減少等 -3 置換反應(yīng)(3) 燃燒不一定需要氧氣( 或燃燒也可以是置換反應(yīng)；二氧化碳不但能滅火，在一定條件下還能支持燃燒等 ) 10 1紅磷繼續(xù)燃燒，生成大量白煙21 白磷量不足或未冷卻到室溫就觀察11 向瓶口塞入膠塞過(guò)慢或操作不當(dāng)使瓶中氣體部分逸出或彈簧夾沒(méi)有夾緊或膠皮管沒(méi)有夾緊或沒(méi)有