空氣中氧氣含量的測定專題練習(xí)

1、“空氣中氧氣含量的測定”實驗探究1在“空氣中氧氣含量的測定”實驗探究中，甲生設(shè)計了如下實驗方案：在燃燒匙內(nèi)盛過量紅磷，點燃后立即插入集氣瓶內(nèi)，塞緊橡皮塞，待紅磷火焰 熄滅，集氣瓶冷卻至室溫，打開鐵夾，水注入集氣瓶。（實驗裝置如圖1所示） 回答下列問題：（1）實驗過程中，觀察到的主要現(xiàn)象是 ， 。反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。（2）乙生用上述實驗裝置測定的結(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)計了一個實驗方案，裝置和操作同上，只不過用木炭代替了紅磷。當(dāng)木炭停止燃燒，集氣瓶冷卻至室溫，打開鐵夾后，水能否進(jìn)入集氣瓶？為什么？ 。（4）若仍然

2、用木炭代替紅磷，丙生的實驗方案應(yīng)作何改進(jìn)，才能保證實驗成功？（只需答出實驗方案中須改進(jìn)的地方） 。2某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計了如圖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)(1)在

3、操作a中檢查裝置氣密性的方法是_。(2)在上述實驗中，下列物質(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，裝置A 中液面的刻度約為_cm(填整數(shù))。如果在操作d結(jié)束時，裝置A 中液面刻度在11cm處則實驗結(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粗略測定空氣中氧氣的含量”這一問題時，小芳認(rèn)為：通過右圖3 裝置，用蠟燭燃燒法測得空氣中氧氣的含量會_(填“偏高”、“偏低”或“不變”)。

4、她根據(jù)蠟燭燃燒產(chǎn)物的特點闡述了自己的理由：_，并用圖3裝置進(jìn)行實驗，證實了自己的結(jié)論。(注：本題實驗中裝置的氣密性良好，水槽中的液體是水)小明認(rèn)真分析了小芳的實驗結(jié)果后，進(jìn)行了如下探究： 提出問題導(dǎo)致小芳這一實驗結(jié)果還有其它原因嗎?實驗探究小明設(shè)計了圖4裝置，進(jìn)行以下操作：(1)取黃豆粒大小的白磷，用濾紙吸去表面的水份，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，說明通電前鐘罩內(nèi)含有_，產(chǎn)生白煙的化學(xué)反應(yīng)方程式是_ _。得出結(jié)論導(dǎo)致小芳這一實驗結(jié)果的另一

5、原因是_。4用來測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定方法。實驗過程：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。請回答下列問題： （1）上面的實驗同時證明了氮氣有 的化學(xué)性質(zhì)。（2）實驗完畢，若進(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)對實驗進(jìn)行反思后，提出了改進(jìn)方法（如圖6所示 ），你認(rèn)為改進(jìn)后的優(yōu)點是： 。5某?；瘜W(xué)興趣小組就空氣中氧氣的含量進(jìn)行實驗探究：

6、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） ，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)計了如右圖的兩套裝置，你認(rèn)為合理的是（填編號） 。為了確保實驗的成功，在裝藥品之前應(yīng)該 。分組實驗 在討論的基礎(chǔ)上，他們分組進(jìn)行了實驗。 數(shù)據(jù)分析 實驗結(jié)束后，整理數(shù)據(jù)如下：（注：集氣瓶容積為100mL） （3）通過對實驗結(jié)果的交流，大多數(shù)同學(xué)都驗證出氧氣約占空氣體積的 。通過實驗還可以推斷集氣瓶中剩余氣體的性質(zhì)是 。實驗拓展 （4）小組的同學(xué)做完實驗后又嘗試用木炭重新做了以

7、上實驗，發(fā)現(xiàn)水幾乎沒有進(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內(nèi)注入少量 溶液來吸收 氣體，實驗也能取得較好的效果。6請按圖8給出的條件進(jìn)行實驗，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是一個具有刻度和活塞可滑動的玻璃容器，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)行實驗。請完成實驗報告：實驗?zāi)康膶嶒灛F(xiàn)象實驗結(jié)論測定空氣中_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_（填整數(shù)）的位置上?？諝獾某煞职大w積計算，_約占21% 8某化學(xué)興趣小組對教材中“測定空氣里氧氣含量”的實驗

8、（見圖11）進(jìn)行了大膽改進(jìn)，設(shè)計圖12）（選用容積為45mL的18×180mm的試管作反應(yīng)容器）實驗方案進(jìn)行，收到了良好的效果。請你對比分析下面圖11、圖12實驗，回答下列有關(guān)問題： （1）指出實驗中A、B儀器的名稱：A_、B_。（2）圖11實驗中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。（3）圖12實驗的操作步驟如下：點燃酒精燈。撤去酒精燈，待試管冷卻后松開彈簧夾。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)為正確的實驗操作順序是_（填序號）。 （4）圖12實驗中，注射器活塞將從10mL刻度處慢

9、慢前移到約為_ mL刻度處才停止。（5）對照圖12實驗，你認(rèn)為圖11實驗有何不足之處？（回答一點即可）_ 。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驗，燃燒、冷卻后打開止水夾，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儀器的名稱是_，燃燒、冷卻后打開止水夾，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其容積 的_?，F(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氣。【發(fā)現(xiàn)問題】氮氣是怎么減少的呢?【假設(shè)一】氮氣與鎂條反應(yīng)而減少。【假設(shè)二】_。 【查閱資料】鎂條在氮氣中能燃燒，

10、產(chǎn)物為氮化鎂(Mg3N2)固體。氮化鎂中氮的化合價是_。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)的類型是_ _。(3)通過以上探究，你對燃燒的有關(guān)知識有了什么新的認(rèn)識：(寫出一點即可)_ 。10用圖14所示裝置測定空氣中氧氣的含量。（1）實驗時，取下橡膠塞，點燃紅磷迅速伸入集氣瓶中并塞緊橡膠塞，這時看到的現(xiàn)象是 _。（2）小倩設(shè)計了如下圖15所示的改進(jìn)裝置，其優(yōu)點是 （只寫一點）。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），但實驗測結(jié)果液面往往偏低，其原因可能是_ _。（只寫一條）11根據(jù)空氣的成分填空，小蘭同學(xué)用圖16裝置進(jìn)行實驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)測得的氧氣體積分

11、數(shù)大于15，請你幫助她分析造成這種結(jié)果的可能原因是：_。12某興趣小組查閱資料得知鎂可在氮氣中燃燒生成Mg3N2，設(shè)計了如下方案進(jìn)行驗證。步驟1：用盛水的水槽、無底的廢廣口瓶、燃燒匙、蒸發(fā)皿、橡皮塞等裝配成如圖所示的裝置。另準(zhǔn)備一只有一根銅絲穿過的橡皮塞，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，觀察到廣口瓶內(nèi)水面上升的體積約占瓶內(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內(nèi)外水面相平。點燃鎂條，更換橡皮塞，鎂條在廣口瓶內(nèi)繼續(xù)燃燒，發(fā)出紅光，放出熱量。待冷卻后廣口瓶內(nèi)水位繼續(xù)上升。(1)步驟2的目的是 。(2)在步驟3“待冷卻后廣口瓶內(nèi)水位繼續(xù)上

12、升”是由于瓶內(nèi)氣壓 (選填“大于”“小于”或“等于”)外界氣壓。(3)根據(jù)上述實驗和你所學(xué)的知識，請寫出鎂在空氣中燃燒時的化學(xué)方程式： 13.用如圖所示裝置來測定空氣中氧氣的含量，對該實驗認(rèn)識錯誤的是（）  A銅粉用量的多少，不會影響實驗結(jié)果 B實驗結(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1/514.空氣中氧氣含量測定的再認(rèn)識?！緦嶒灮仡櫋繄D9是實驗室用紅磷燃燒來粗略測定空氣中氧氣含量的裝置。(1) 寫出紅磷燃燒的化學(xué)方程式 。(2) 實驗原理：

13、由于紅磷燃燒消耗空氣中的氧氣，使瓶內(nèi)_減小，燒杯中水倒吸到集氣瓶。若裝置的氣密性良好，操作規(guī)范，用量筒測量進(jìn)入瓶中水的體積，能粗略測得空氣中氧氣的含量?！締栴}提出】有實驗資料表明：燃燒過程中當(dāng)氧氣體積分?jǐn)?shù)低于7% 時，紅磷就無法繼續(xù)燃燒，因此通過上述實驗，測置結(jié)果與理論值誤差較大?！緦嶒灨倪M(jìn)】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)計圖10實驗裝置，再次測定空氣中氧氣含 量。裝置中飽和食鹽水、活性炭會加速鐵生銹。測得實驗數(shù)據(jù)如表4【交流表達(dá)】(1)鐵生銹過程發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，首先是鐵與氧氣、水反應(yīng)生成氫氧化亞鐵寫出該反應(yīng)的文字表達(dá)式_ _。(2) 根據(jù)表4數(shù)據(jù)計算，

14、改進(jìn)實驗后測得的空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)是_(計算結(jié)果精確到0.1%)。測量項目實驗前實驗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/ml80.054.5126.0(3) 從實驗原理角度分析，改進(jìn)后的實驗結(jié)果比前者準(zhǔn)確度更高的原因是：_；_。15.某實驗小組利用如圖所示裝置測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40。提出問題氧氣體積約占空氣總體積的比例是多少？實驗準(zhǔn)備錐形瓶內(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。實驗探究裝入藥品，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

15、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，說明燃燒不能缺少的一個條件是 ，若足量的白磷在錐形瓶中沒能全部燃燒，說明瓶內(nèi)剩余氣體 燃燒（填“支持”或“不支持”），寫出白磷燃燒反應(yīng)的化學(xué)方程式： 。（2）在整個實驗過程中，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，打開彈簧夾，還可觀察到的現(xiàn)象是：注射器中的水自動噴射出來，當(dāng)注射器中的水還剩約4mL時停止往下流。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：點燃）（2）瓶

16、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止水夾（3）不能 木炭燃燒生成的CO2使集氣瓶內(nèi)的壓強基本不變（4）在集氣瓶內(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 或先在集氣瓶內(nèi)裝適量濃的氫氧化鈉溶液，再把集氣瓶內(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，一段時間后B中液面不下降，則氣密性好。（或往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

17、況下會與氧氣反應(yīng)） 12 偏大 NaOH 2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O3 偏低 蠟燭燃燒在消耗氧氣的同時產(chǎn)生二氧化碳 氧氣 4P+5O22P2O5（條件：點燃）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，空氣沒有逸出，實驗結(jié)果準(zhǔn)確5（1）B； 足量（或過量） （2）A； 檢查裝置氣密性 （3）1/5 難溶于水、不助燃、不可燃等合理答案（4）NaOH（或其它堿性溶液）； CO2 6 現(xiàn)象：A中產(chǎn)生大量白煙； 開始時，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

18、為A容器體積的1/5。 解釋：紅磷與容器A中的氧氣反應(yīng)生成P2O5的小顆粒；反應(yīng)放熱；反應(yīng)過程O2被消耗，壓強不斷減小；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 （2）4P+5O22P2O5（條件：點燃）（3） （4）1 （5）易造成實驗誤差（或污染環(huán)境）9(1)燒杯 集氣瓶中氣體減少，壓強減小，導(dǎo)致燒杯中的水進(jìn)入集氣瓶(2)21 【假設(shè)二】如氮氣(在高溫條件下)與瓶內(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 （2）1 白磷量不足或未冷卻到室溫就觀察11 向瓶口塞入膠塞過慢（或操作不當(dāng)使瓶中氣體部分逸出或彈簧夾沒有夾緊或膠皮管沒有夾緊或沒有夾彈簧夾等）1