人教版九年級化學上冊中考特訓　空氣中氧氣含量的測定實驗

/中考特訓空氣中氧氣含量的測定實驗題型一實驗分析類1．以下裝置都可用于測定空氣里氧氣的含量,對a、b兩物質的選擇正確的選項是()圖Z2－1A．a(chǎn)是銅,b是紅磷B．a(chǎn)是銅,b是木炭C．a(chǎn)是汞,b是紅磷D．a(chǎn)是汞,b是木炭方法點撥用燃燒法測定空氣中氧氣的含量,對可燃物選擇的要求是：(1)可燃物能且只能與空氣中的氧氣反響；(2)生成物不能有氣體(如果有氣體應能用其他試劑吸收)。2．2019·菏澤如圖Z2－2是用紅磷燃燒法測定空氣里氧氣含量的裝置圖,有關此實驗的結論與分析錯誤的選項是()圖Z2－2A．此實驗證明,氧氣約占空氣體積的eq\f(1,5)B．此實驗證明,反響后集氣瓶內剩余的氣體,既不易溶于水,也不支持燃燒C．該實驗中的紅磷還可以用硫來代替D．假設該實驗沒有到達預期目的,可能的原因之一是裝置氣密性不好方法點撥誤差分析方法：所測空氣中氧氣體積分數(shù)偏小的原因有①紅磷量缺乏；②裝置漏氣；③裝置未冷卻至室溫就翻開止水夾等。所測空氣中氧氣體積分數(shù)偏大的原因有①點燃紅磷后燃燒匙伸入廣口瓶過慢,導致瓶中氣體遇熱膨脹逸出；②止水夾未夾緊等。3．某同學用如圖Z2－3所示裝置測定空氣中氧氣的含量。請答復以下問題。圖Z2－3(1)集氣瓶底部預先放少量水的目的是______________________________________________________________________________________________________________。(2)該實驗中,紅磷需稍過量,目的是_________________________________________。(3)待紅磷熄滅并冷卻后,翻開止水夾觀察到的現(xiàn)象是____________________________________________________________________________________________________。(4)實驗后發(fā)現(xiàn)測定出的空氣中氧氣的含量大于eq\f(1,5),這可能是由什么原因引起的？______________________________________________________________(寫一點即可)。(5)某同學由本實驗得到如下結論：①燃燒匙中紅磷的量越多,水位上升越高；②空氣中含有氮氣、氧氣、二氧化碳和稀有氣體；③氮氣難溶于水。其中正確的選項是____________(填序號)。題型二裝置改良類4．暖寶寶中的發(fā)熱劑是鐵粉、水和食鹽等,發(fā)熱劑能代替紅磷測定空氣中氧氣的含量(裝置如圖Z2－4所示)。以下對此改良實驗的表達,錯誤的選項是()圖Z2－4A．此實驗的原理是利用鐵生銹消耗氧氣B．實驗前一定要檢查裝置的氣密性C．此實驗中發(fā)熱劑的多少不影響測量結果D．此實驗測出氧氣的體積分數(shù)約為18.3%5．2019·北京改編利用如圖Z2－5所示裝置進行實驗(兩支玻璃管內徑相同)測定空氣中氧氣含量。實驗前K1、K2、K3均已關閉。圖Z2－5左管中燃燒匙內盛有足量的白磷,右管盛有水。實驗步驟如下：Ⅰ.光照引燃白磷；Ⅱ.待白磷熄滅,冷卻,翻開K2,至液面不再變化,右管中液體的高度為h1。(1)寫出白磷燃燒的文字表達式：____________________________。(2)翻開K2,右管中液面下降,原因是____________________；計算空氣中氧氣體積分數(shù)的表達式為______________(用h0、h1表示)。實驗裝置的改良思路(1)使裝置始終密閉,這樣一是有利于減小誤差,使測定結果更精確；二是防止污染物向空氣中逸散,可以減少污染。(2)使實驗裝置更簡單,操作更方便。6．2019·溫州為驗證空氣中氧氣的體積分數(shù),小明按圖Z2－6中甲所示的裝置進行了屢次實驗,發(fā)現(xiàn)每次測得的氧氣體積分數(shù)總是遠小于21%,他認為誤差主要是由實驗裝置造成的,于是改用圖乙裝置進行實驗,步驟如下：①連接裝置并檢查氣密性。②在量筒內參加100mL水。③在廣口瓶中參加少量水,使瓶內空氣體積為250mL。④在燃燒匙內放入過量的紅磷,塞緊瓶塞,關閉止水夾,接通電源使電烙鐵發(fā)熱,點燃紅磷后,斷開電源。⑤燃燒結束并充分冷卻后,翻開止水夾,待量筒內水面不再下降時,記錄量筒內水的體積為65mL。圖Z2－6(1)小明按甲裝置進行實驗時,該如何檢查裝置的氣密性？________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)與裝置甲相比,裝置乙中使用電烙鐵可以減小實驗誤差,其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)根據(jù)本實驗數(shù)據(jù),計算出空氣中氧氣的體積分數(shù)為________。小明發(fā)現(xiàn),測量結果與真實值仍有較大差距,查閱資料發(fā)現(xiàn),引起本實驗的誤差除裝置外,還與可燃物的性質有關。耗氧劑的改良思路盡量將裝置中的氧氣消耗完,可以選用的耗氧劑有白磷(容易被引燃,與氧氣反響生成五氧化二磷固體)、銅粉(在加熱的條件下能與氧氣反響生成黑色的氧化銅固體)、鐵粉(在潮濕的空氣中易生銹消耗氧氣)7．2019·常州改編圖Z2－7是測定空氣中氧氣含量的實驗裝置圖。實驗如下：用注射器抽取30mL空氣(活塞拉至30mL刻度處),硬質玻璃管中空氣的體積為50mL,在硬質玻璃管中放入過量的銅粉,在右側導管口套上癟的氣球。點燃酒精燈,反復推拉注射器和擠壓氣球,待充分反響后,冷卻至室溫,將氣球中的氣體全部擠入硬質玻璃管,注射器中氣體的體積為14mL。(提示：銅粉與氧氣在加熱的條件下能反響生成黑色的氧化銅固體)圖Z2－7(1)實驗中氣球的主要作用是_______________________________________________。(2)實驗時,銅粉過量的目的是____________________；________(填“能〞或“不能〞)用木炭代替銅粉進行相同的實驗。(3)實驗測得空氣中氧氣的含量為________。典題講評與答案詳析1．C2.C3．(1)吸收有毒的五氧化二磷,同時吸收熱量,有助于裝置冷卻(2)將集氣瓶中的氧氣消耗完(3)水從燒杯沿導管流入集氣瓶中,水面上升至刻度1處(4)燃燒匙伸入集氣瓶中的速率太慢,沒有立即塞緊橡膠塞(或止水夾未夾緊)(5)③4．C5．(1)白磷＋氧氣五氧化二磷(2)左側玻璃管內白磷燃燒消耗氧氣,壓強減小eq\f(h0－h(huán)1,h0)×100%6．(1)將導管一端插入水中,用手緊握廣口瓶外壁,觀察水中的導管口是否有氣泡冒出,如果有氣泡冒出,說明裝置氣密性良好(2)改良后的裝置無須翻開瓶塞點燃紅磷,防止瓶內空氣外逸而造成實驗誤差(3)14%7．(1)防止裝置內氣體壓強過大使橡膠塞彈開(2)使氧氣充分反響不能(3)20%1．[解析]拉瓦錫實驗的原理是汞與氧氣反響生成氧化汞固體,從而測得空氣中氧氣的含量,并且再次加熱后,氧化汞分解得到等體積的氧氣；紅磷燃燒后生成五氧化二磷固體,沒有生成新的氣體,這兩者均可用于測定空氣里氧氣的含量。2．[解析]該實驗通過足量的紅磷把集氣瓶內空氣中的氧氣消耗完,集氣瓶中壓強減小,從而使得燒杯內的水倒吸入集氣瓶中,根據(jù)倒吸入的水的體積來測量空氣中氧氣的含量,該實驗證明,氧氣約占空氣體積的eq\f(1,5)；根據(jù)進入瓶內水的體積等于消耗的氧氣的體積可推知,瓶內剩余的氣體,既不易溶于水,也不支持燃燒；硫燃燒會生成二氧化硫氣體,從而占據(jù)所消耗的氧氣的體積,故該實驗中的紅磷不可以用硫來代替；假設裝置氣密性不好,最終會影響進入集氣瓶內水的體積,從而影響實驗目的的達成。3．[解析](1)集氣瓶內預先參加少量水的目的是吸收有毒的五氧化二磷,同時加速裝置冷卻。(2)測定空氣中氧氣的體積分數(shù)是在密閉環(huán)境中參加過量的紅磷,目的是把集氣瓶中的氧氣消耗完,然后依據(jù)瓶內進入水的體積確定氧氣的含量。(3)待裝置冷卻后,翻開止水夾觀察到的現(xiàn)象是：水從燒杯沿導管流入集氣瓶中,水面上升至刻度1處,即進入水的體積約占集氣瓶內原空氣體積的eq\f(1,5)。(4)如果燃燒匙伸入瓶中太慢,沒有立即塞緊橡膠塞,會造成瓶中局部氣體受熱逸出,使測量結果偏大。(5)由本實驗可得出氧氣約占空氣體積的eq\f(1,5),還可推測出剩余的氣體難溶于水、不燃燒也不支持燃燒,但無法推知②；與紅磷反響的氣體是氧氣,當氧氣耗盡,瓶內的水位將不再上升,故①不正確。4．[解析]鐵生銹消耗氧氣,使裝置內的壓強減小,進入集氣瓶內水的體積就是消耗氧氣的體積；如果裝置漏氣,會使進入集氣瓶內的水偏少,測定的結果偏?。话l(fā)熱劑必須足量,因為只有足量的發(fā)熱劑才能把氧氣消耗完,使結果準確；集氣瓶內空氣的體積為300mL,進入集氣瓶內水的體積是55mL,即氧氣的體積是55mL,因此氧氣的體積分數(shù)為：eq\f(55mL,300mL)×100%≈18.3%?！昂难鮿┄暤倪x擇需滿足兩個要求：①能且只能消耗空氣中的氧氣；②生成物不能有氣體。最常見的“耗氧劑〞是紅磷或白磷,也可用銅粉(銅在加熱的條件下能與氧氣反響生成黑色的氧化銅固體)或鐵粉(鐵粉在有水、食鹽、活性炭的條件下能較快生銹,消耗氧氣)。其中,利用銅粉或鐵粉能更充分地消耗密閉空氣中的氧氣,測定結果更精確。5．[解析]此題用創(chuàng)新的實驗裝置,將空氣中氧氣含量的測定實驗和氣體壓強的知識有機結合在一起。因為左右兩管內徑和高度都相同,設管口的橫截面積為a,那么左管中氣體的總體積為ah0,最終右管剩余水的體積為ah1,那么被吸入左側玻璃管內水的體積(即左管消耗的氧氣的體積)為ah0－ah1,所以最終測得空氣中氧氣的體積分數(shù)為eq\f(ah0－ah1,ah0)×10