實驗04 空氣中氧氣含量的測定-中考化學實驗精講精練

人教版2024上冊/第二單元空氣和氧氣/課題1我們周圍的空氣實驗04空氣中氧氣含量的測定【實驗目的】1．通過實驗探究，學會測定空氣中氧氣含量的實驗方法。2．通過觀看和動手實驗，培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題能力和實驗操作能力。3．通過實驗探究，發(fā)現(xiàn)實驗的不足之處并能加以改進，培養(yǎng)學生的科學探究思維。【實驗儀器】大集氣瓶、酒精燈、燃燒匙、燒杯、彈簧夾、橡膠塞和導管【實驗試劑】紅磷、蒸餾水【實驗過程】①按圖所示連接裝置，并檢查裝置的氣密性；②在集氣瓶內(nèi)加入少量水，將水面上方空間分為5等份，并做好標記；③夾緊彈簧夾，取足量紅磷于燃燒匙中；④點燃紅磷，立即伸入集氣瓶中，塞緊橡膠塞；⑤待紅磷熄滅并冷卻至室溫，打開彈簧夾?！緦嶒灛F(xiàn)象】①紅磷燃燒，產(chǎn)生，并放出熱量；②待紅磷熄滅并冷卻至室溫，打開彈簧夾，可以觀察到，瓶內(nèi)液面上升至刻度附近?！緦嶒灲Y(jié)論】氧氣約占空氣總體積的。1.實驗原理（1）紅磷燃燒消耗集氣瓶內(nèi)的，瓶內(nèi)氣體減少，壓強減小，冷卻后打開彈簧夾，在大氣壓的作用下，燒杯內(nèi)的水進入集氣瓶中，進入水的體積即為瓶內(nèi)消耗的體積。（2）反應的文字表達式：，符號表達式：?！締栴}討論】（1）此實驗對實驗藥品的要求：只能消耗空氣中的，燃燒的產(chǎn)物。（2）實驗開始時，預先在集氣瓶里放入少量水的目的是：=1\*GB3①吸收，有利于；=2\*GB3②吸收，防止。（3）倒吸進集氣瓶的水不能充滿整個集氣瓶的原因：。（4）集氣瓶內(nèi)剩余氣體的性質(zhì)：=1\*GB3①物理性質(zhì)：；=2\*GB3②化學性質(zhì)：。2.實驗誤差分析因素對結(jié)果的影響紅磷的量不足，集氣瓶中的氧氣不能耗盡裝置漏氣，紅磷熄滅后裝置外的空氣進入集氣瓶中裝置未冷卻至室溫就打開彈簧夾，集氣瓶中的氣體處于受熱膨脹狀態(tài)彈簧夾未夾緊乳膠管，紅磷燃燒時裝置內(nèi)氣體受熱膨脹沿導管逸出點燃紅磷后燃燒匙伸入集氣瓶過慢，裝置內(nèi)氣體受熱膨脹從瓶口逸出3.實驗改進（1）改進原因：①實驗時在容器外點燃紅磷，燃燒產(chǎn)物會，將燃著的紅磷伸入集氣瓶時，空氣受熱膨脹逸出，會使得測量結(jié)果，因此需在中進行。②集氣瓶的刻度讀數(shù)較粗略，且會有部分水殘留在導管中，使測量結(jié)果。（2）改進思路：①點燃方式的改進：實驗過程中不打開裝置，使裝置始終保持，如圖①、②所示。②測量方式的改進：利用量筒或注射器等測量儀器，減小實驗誤差，使測定結(jié)果更加精確，如圖③所示。圖①圖②圖③③數(shù)字化實驗：利用傳感器和信息處理終端進行實驗數(shù)據(jù)的采集與分析。實驗時一般將傳感器、數(shù)據(jù)采集器和計算機依次相連，采集實驗過程中各種物理量（如溫度、壓強、濃度等）的數(shù)據(jù)，通過軟件對數(shù)據(jù)進行記錄、呈現(xiàn)和分析。我們可以將測定空氣中氧氣的含量設(shè)計成數(shù)字化實驗。實驗步驟如下：（1）將氧氣傳感器與數(shù)據(jù)采集器、計算機連接；（2）把氧氣傳感器插入盛有空氣的容器，采集數(shù)據(jù)；（3）通過相關(guān)軟件處理數(shù)據(jù)，并在計算機屏幕上顯示空氣中氧氣的含量?！镜淅?】某同學用如圖所示裝置測定空氣中氧氣的含量，下列說法正確的是A．該實驗的紅磷可以用木炭代替B．實驗前，要檢查裝置的氣密性C．實驗中，紅磷熄滅后立即打開彈簧夾D．實驗后，集氣瓶中剩余氣體為純凈物【典例2】為測定空氣中氧氣的含量，某同學將教材實驗進行改進，實驗裝置如圖所示(部分夾持裝置已省略)，實驗時引燃紅磷后便熄滅酒精燈。下列有關(guān)改進實驗的方法不正確的是A．紅磷燃燒的文字表達式可以表示為：紅磷+氧氣五氧化二磷B．待紅磷熄滅并冷卻至室溫，打開彈簧夾，注射器活塞向右移動C．實驗結(jié)束后試管內(nèi)氣體的主要成分為氮氣D．改進后的裝置能減小測量誤差，且對環(huán)境更友好【典例3】利用紅磷燃燒測定空氣中氧氣含量的實驗中，用傳感器記錄集氣瓶中壓強、溫度隨時間變化如圖所示。下列對實驗記錄的分析正確的是A．b點壓強最大，說明紅磷燃燒結(jié)束B．a(chǎn)→b段壓強增大是因為紅磷燃燒放熱C．~時段，壓強降低的主要原因是氧氣被大量消耗D．若在前打開止水夾，則測定的氧氣體積分數(shù)偏大1．（23-24九年級上·江蘇南京·階段練習）某同學通過實驗測定空氣中氧氣的含量，裝置如圖所示．實驗結(jié)束后，進入集氣瓶中水的體積明顯大于集氣瓶中原有空氣體積的15A．可能使用紅磷的量不足 B．可能沒夾緊彈簧夾C．可能裝置漏氣 D．可能未等冷卻就打開了彈簧夾2．小亮同學設(shè)計了如圖所示的裝置測定空氣中氧氣的含量。下列關(guān)于該實驗的說法錯誤的是A．該實驗利用了銅絲的導熱性B．紅磷燃燒結(jié)束后，待裝置恢復至室溫時再讀數(shù)C．實驗成功的標志為左側(cè)玻璃管內(nèi)液面約上升到刻度1處D．實驗成功的標志為左側(cè)玻璃管內(nèi)液面約上升到刻度4處3．用如圖裝置測定空氣中氧氣含量，有關(guān)說法錯誤的是A．取用的紅磷必須足量B．引燃紅磷后，左管內(nèi)液面先下降后上升，冷卻后升至刻度1C．該裝置環(huán)保，所得結(jié)果更準確D．該裝置還能測得稀有氣體的體積分數(shù)4．拉瓦錫用定量的方法研究了空氣的成分。某興趣小組利用氧氣傳感器來檢測足量紅磷燃燒過程中氧氣的含量，如圖所示，下列判斷正確的是A．a(chǎn)點時容器內(nèi)氮氣體積分數(shù)為85%B．容器內(nèi)物質(zhì)總質(zhì)量：b點>c點C．氧氣有剩余，說明物質(zhì)燃燒時氧氣必須達到一定濃度D．此實驗測得空氣中氧氣的質(zhì)量分數(shù)為18%5．某興趣小組利用氧氣傳感器來檢測足量紅磷燃燒過程中氧氣的含量，如圖所示，下列判斷不正確的是A．a(chǎn)點時容器內(nèi)氮氣的體積分數(shù)小于85% B．容器內(nèi)水的作用主要是降溫和防止污染C．氧氣有剩余，說明物質(zhì)燃燒時氧氣必須達到一定濃度D．此實驗測得空氣中氧氣的質(zhì)量分數(shù)為18%6．如圖是測定空氣中氧氣含量的改進實驗裝置（夾持裝置已省略），對該實驗認識正確的是A．現(xiàn)象：實驗過程中，紅磷燃燒，產(chǎn)生大量白霧B．推論：實驗后，玻璃管中剩余氣體具有可燃性C．分析：紅磷的量多或少，都不會影響實驗結(jié)果D．評價：用改進裝置實驗，能減少對空氣的污染7．下列是測定空氣中氧氣體積分數(shù)的實驗裝置，按要求回答問題：實驗中紅磷燃燒的現(xiàn)象是；實驗完畢打開止水夾，發(fā)現(xiàn)進入集氣瓶中水的體積明顯小于集氣瓶中氣體體積的五分之一，可能的原因是（寫出一點即可）。8．化學興趣小組在完成“測定空氣里氧氣含量”（如圖1）的實驗后，想對該實驗可選用的藥品進行繼續(xù)探究，他們進行了如下實驗：【回顧舊知】（1）紅磷燃燒產(chǎn)生的明顯現(xiàn)象是。（2）該實驗的原理：紅磷燃燒消耗了空氣中的氧氣，瓶內(nèi)的氣壓（填“增大”或“減小”）。燒杯中的水倒吸進入瓶內(nèi)，進入瓶內(nèi)水的體積就是被消耗的氧氣的體積?！咎岢鰡栴}】能不能用硫代替紅磷測定空氣中氧氣的含量？【查閱資料】相同條件下氣體的壓強與氣體所占的體積成正比?！驹O(shè)計與實驗】小組同學按圖2裝置進行實驗，分別將紅磷、硫放入集氣瓶中燃燒，采集數(shù)據(jù)如圖3、圖4（注：裝置氣密性良好，是瓶內(nèi)初始氣壓，和是反應結(jié)束恢復到室溫時瓶內(nèi)的氣壓）?！締栴}與現(xiàn)象分析】（3）開始反應時瓶內(nèi)壓強瞬間變大的主要原因是。（4）圖4中，與幾乎相等是因為。（5）由實驗可知，（填“能”或“不能”）用硫代替紅磷測定空氣中氧氣的含量。9．鎂的化學性質(zhì)較活潑，能與氮氣、二氧化碳、氧氣等氣體發(fā)生反應。如圖裝置氣密性良好，先點燃過量的紅磷，待紅磷熄滅并冷卻至室溫，鐘罩內(nèi)水面上升約1/5體積。再使用凸透鏡會聚太陽光點燃鎂帶，鎂帶繼續(xù)燃燒，水面繼續(xù)上升到約7/10位置。下列有關(guān)說法不正確的A．用凸透鏡會聚太陽光目的是使鎂的溫度達到著火點B．該實驗可以測定空氣中氧氣的含量C．氮氣的化學性質(zhì)不活潑，不支持燃燒D．金屬燃燒不能用二氧化碳滅火10．（2024·四川成都·二模）小文用圖甲所示裝置測定空氣中氧氣的含量，其中燃燒匙內(nèi)的白磷用電加熱裝置點燃，瓶內(nèi)氣壓用氣體壓強傳感器測定，其變化如圖乙所示，則下列分析不合理的是A．時刻后的一段時間內(nèi)瓶內(nèi)氣壓顯著增加，其原因是白磷燃燒產(chǎn)生大量的熱B．從瓶內(nèi)氣壓達到最高點直至時刻，瓶內(nèi)溫度下降C．通過時刻瓶內(nèi)的氣壓值，可以計算得出氧氣約占空氣體積的五分之一D．時刻后的一段時間內(nèi)瓶內(nèi)氣壓又顯著增加，其原因是氣體的體積增大11．（2024九年級下·重慶南岸·學業(yè)考試）在燃燒匙中分別加入紅磷和鐵粉，按圖1進行空氣中氧氣含量的測定實驗，實驗測得氧濃度圖2所示，下列分析錯誤的是A．在氧氣濃度低于4.5%時，紅磷熄滅B．鐵粉能夠?qū)⒖諝庵醒鯕夥磻耆獵．該實驗用鐵粉比用紅磷的測定效果更準確D．為實驗結(jié)果更準確，應選擇合適的試劑12．小科查閱資料發(fā)現(xiàn)P2O5有毒，在教材實驗（如圖1）的啟發(fā)下設(shè)計了如圖2的實驗，用于測定空氣中O2的含量?；卮鹣铝袉栴}：（1）圖1、圖2實驗前均需檢查裝置的。（2）圖1中紅磷燃燒的現(xiàn)象是，打開彈簧夾K的最佳時機是。（3）圖2實驗中需要提供足量的（填“銅粉”或“空氣”）；在實驗中反復推拉注射器是為了盡可能消耗裝置中的。（4）室溫下，圖2實驗測定的數(shù)據(jù)如下表（在氣球完全干癟的狀態(tài)下測量注射器內(nèi)氣體的體積）：硬質(zhì)玻璃管的體積反應前注射器中空氣的體積反應后注射器中氣體的體積50.0mL20.0mL6.5mL①反應消耗的O2的體積為mL；②實驗測得空氣中O2的體積分數(shù)為（保留到小數(shù)點后一位）。（5）圖2實驗的優(yōu)點是（答一點）。13．（23-24九年級上·江蘇無錫·期中）某實驗小組用如下裝置對空氣中氧氣含量實驗進行了探究。【經(jīng)典重現(xiàn)】（1）實驗小組用如圖1所示的方法測定空氣中氧氣的含量。紅磷燃燒的實驗現(xiàn)象是。寫出紅磷燃燒的符號表達式。實驗結(jié)束后，小組同學發(fā)現(xiàn)測得的氧氣含量偏小，可能的原因是。（填字母）A．裝置漏氣B．實驗過程中彈簧夾未夾緊乳膠管C．紅磷不足D．實驗前導管內(nèi)沒有水，實驗后導管內(nèi)留有水（2）查閱文獻發(fā)現(xiàn)，燃燒過程中當氧氣的體積分數(shù)低于7%時，紅磷就無法繼續(xù)燃燒，但實際實驗中倒吸入瓶內(nèi)的水的體積能達到空氣總體積的五分之一，其可能的操作原因是?！靖倪M實驗】實驗小組用如圖2所示的實驗裝置進行實驗。左管中燃燒匙盛有足量紅磷，兩管內(nèi)盛有水。實驗步驟：（3）①連接儀器并（補充該操作）;②接通電源，用發(fā)熱電阻絲引燃紅磷;③待紅磷熄滅，冷卻至室溫后讀數(shù)。實驗過程中左管液面的變化情況是。（4）較圖1所示的實驗，圖2所示實