第二章七年级科学下第二章空气第二节空气的成分——空气组成的测定(有答案)

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第二章七年级科学下第二章空气第二节空气的成分——空气组成的测定(有答案)

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※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※
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…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
)
空气组成的测定
一、单选题
1.用如图所示装置来测定空气中氧气的含量,对该实验认识错误的是(????

A.?铜粉用量的多少,会影响实验结果??????????????????????B.?实验结束后冷却到室温才能读数
C.?气球的作用是调节气压,使氧气完全反应???????????D.?在正常操作情况下,反应结束后消耗氧气的总体积应该是反应前注射器内气体体积的1/5
2.19世纪末,英国物理学家瑞利在研究中发现,从空气中分离得到的氮气的密度与从含氮物质中制得的氮气的密度有0.0064千克/米3的差异。他没放过这一微小的差异,又与化学家拉姆塞合作,经过几十年的努力,终于在1894年发现了空气中的氩气。下列认识中错误的是(????
?)
A.?氩气是一种化学性质极不活泼的气体??????????????????B.?瑞利从空气中分离出的氮气是纯净物
C.?科学研究是非常严谨的,不能放过微小的差异??????????D.?从含氮物质中可以制得纯净的氮气
3.某科学兴趣小组的同学在老师的指导下,正确完成如图所示两个实验。已知所用实验装置气密性良好。
关于该实验,有如下说法:
①红磷熄灭并冷却后才能打开弹簧夹;
②点燃酒精灯加热铜丝,可观察到铜丝由红色变成黑色;
③停止加热后即可读出注射器内气体的体积约为24mL;
④实验取用铜丝质量的多少不会影响实验结果;
⑤两个实验均能证明空气是混合物;
⑥两个实验均能证明空气中约含1/5体积的氧气.
其中正确说法的个数有(?

A.?2个???????????????????????????????????????B.?3个???????????????????????????????????????C.?4个???????????????????????????????????????D.?5个
4.如右图,某同学用燃烧红磷的方法测定空气中氧气的体积分数,实验后发现测得的氧气体积分数小于1/5,对此,你认为下列做法或想法不可取的是(???
)?
?
A.?查看实验装置是否漏气
B.?将红磷改成木炭后重新实验
C.?实验中红磷的量不足,没有将瓶内的氧气全部消耗尽
D.?实验中可能未冷却到室温就打开止水夹,使进入瓶内的水的体积不足
5.在科学活动周中,某校兴趣小组同学在(培养中学生基本科学素养的化学实验教学研究)课题组老师的指导下,将课本“测定空气中氧气的含量”实验装置(如甲图)改进为新的实验装置(如乙图),改进后的实验装置相对于原装置,以下评价不恰当的是(?

A.?反应容器体积小,药品消耗少????????????????????????????B.?装置简洁,减少了甲图装置中导管引起的误差
C.?白磷比红磷着火点高,使用更安全?????????????????????D.?容器内径相等,易准确推算出空气中氧气的含量
6.暖宝宝贴(主要成分为铁粉、木炭、食盐)的热量来源于铁粉的氧化。小涛同学设计使用暖宝宝贴来测定空气中氧气的含量,实验开始前的装置如图所示,实验后从量筒中流入玻璃瓶(容积为250mL)中的水的体积为45mL(铁粉生锈消耗的水忽略不计)。下列说法错误的是(?

A.?实验前必须检查装置的气密性
B.?通过本次实验数据测得空气中氧气的体积分数为18%
C.?若实验测得空气中氧气体积分数偏低,可能是暖宝宝贴的使用数量不足
D.?必须等温度计的读数恢复至实验前的温度后才能记录量筒内剩余水的体积
7.暖宝宝贴(主要成分为铁粉、木炭、食盐)的热量来源与铁粉的氧化。小涛同学设计使用暖宝宝贴来测定空气中氧气的含量,实验开始前的装置如图所示,实验后从量筒中流入玻璃瓶(容积为250mL)中的水的体积为45mL(铁粉生锈消耗的水忽略不计)。下列说法错误的是(  )
A.?实验前必须检查装置的气密性
B.?通过本次实验数据测得空气中氧气的体积分数为18%
C.?若实验测得空气中氧气体积分数偏低,可能是暖宝宝贴的使用数量不足
D.?必须等温度计的读数恢复至实验前的温度后才能记录量筒内剩余水的体积
8.某科学兴趣小组的同学在老师的指导下,正确完成如图所示两个实验。已知所用实验装
置气密性良好。关于该实验,有如下说法:
①红磷熄灭并冷却后才能打开弹簧夹;
②点燃酒精灯加热铜丝,可观察到铜丝由红色变成黑色;
③停止加热后即可读出注射器内气体体积约为24mL;
④实验取用铜丝质量的多少不会影响实验结果;
⑤两个实验均能证明空气是混合物;
⑥两个实验均能证明空气中约含1/5体积的氧气.
其中正确说法的个数有(  )
A.?2个???????????????????????????????????????B.?3个???????????????????????????????????????C.?4个???????????????????????????????????????D.?5个
9.某科学兴趣小组的同学在老师的指导下,正确完成如图所示两个实验。已知所用实验装置气密性良好。关于该实验,有如下说法:①红磷熄灭并冷却后才能打开弹簧夹;②点燃酒精灯加热铜丝,可观察到铜丝由红色变成黑色;③停止加热后即可读出注射器内气体的体积约为24mL;④实验取用铜丝质量的多少不会影响实验结果;⑤两个实验均能证明空气是混合物;⑥两个实验均能证明空气中约含1/5体积的氧气。
其中正确说法的个数有(?

A.?2个???????????????????????????????????????B.?3个???????????????????????????????????????C.?4个???????????????????????????????????????D.?5个
10.某同学利用如图,该装置是测定空气中氧气的含量,红磷燃烧后恢复到室温,打开弹簧夹发现进入广口瓶中的水的高度不足广口瓶容积的
.造成这一现象的原因不可能的是(??

A.?实验时,将木炭代替红磷
B.?实验中所取的红磷不足,瓶中氧气未反应完
C.?插入燃烧匙太慢,塞紧瓶塞之前,瓶内已有部分空气受热逸出
D.?实验时,没有塞紧瓶塞
11.已知暖宝宝贴(主要成分为铁粉,木炭,食盐)的热量来源是铁粉的缓慢氧化,小涛同学设计使用暖宝宝贴来测定空气中氧气的含量,实验开始前的装置如图所示,实验后从量筒中流入玻璃瓶(容积为250mL)中的水的体积为45mL(铁粉生锈消耗的水忽略不计),下列说法错误的是(??

A.?该实验原理是利用铁粉生锈消耗氧气
B.?通过本次实验数据测的空气中氧气的体积分数为18%
C.?若实验测得空气中氧气体积分数偏低,可能是暖宝宝贴的使用数量不足
D.?必须等温度计的读数恢复至实验前的温度后才能记录量筒内剩余水的体积
二、实验探究题
12.(2016?温州)为验证空气中氧气的体积分数,小明按图甲所示的装置进行了多次实验,发现每次测得的氧气体积分数总是远小于21%,他认为误差主要由实验装置造成,于是改用图乙装置进行实验,步骤如下:
①连接装置并检查气密性.
②在量筒内加入100毫升的水.
③在广口瓶中加入少量水,使瓶内空气体积为250毫升.
④在燃烧匙内放入过量的红磷,塞紧瓶塞,关闭止水夹,接通电源使电烙铁发热,点燃红磷后,断开电源.
⑤燃烧结束并充分冷却后,打开止水夹,待量筒内水面不再下降时,记录量筒内水的体积为65毫升.
(1)小明按如甲装置进行实验时,该如何检查装置的气密性?________
(2)与装置甲相比,装置乙中使用电烙铁可以减小实验误差,其原因是:________
(3)根据本实验数据,计算出空气中氧气的体积分数为________.
小明发现,测量结果与真实值仍有较大差距,查阅资料发现,引起本实验的误差除装置外,还与可燃物的性质有关.
13.某课外活动小组在学习了书本
“空气中氧气含量的测定”实验,知道P2O5
不能随便排放在空气中,否则会对空气造成污染,所以对该实验进行了改进:
在由两个注射器组成的密闭系统内共有50
mL空气,如右图。然后给装有红磷的玻璃管加热。同时交替推动两个注射器的活塞,至玻璃管内的红磷变成白烟,且较长时间内无进一步变化时停止。停止加热后,待冷却至室温将气体全部推至一个注射器内。
请根据你对上述实验的理解,回答下列问题:
(1)实验结束后,注射器内的气体体积理论上应该减少约________mL。
(2)在实验的加热过程中,交替缓慢推动两个注射器的目的是________。
(3)通过上面的实验,你学到的测量混合物中某成分含量的方法是________
14.甲图所示为测定空气中氧气含量的装置及药品。
(1)为获得较为准确的实验数据,下列做法不正确的是(???
)
A.?检查装置的气密性??????????????????????????????????????????????B.?燃烧匙中的红磷足量
C.?点燃红磷后缓慢将燃烧匙插入瓶中,塞紧瓶塞????D.?红磷熄灭,广口瓶冷却后打开弹簧夹
(2)小明用足量的木炭代替红磷、氢氧化钠溶液(充分吸收CO2)代替水来做此实验。小明操作正确,但是测得的数据小于用红磷测得的数据,其原因是木炭燃烧除生成二氧化碳外还可能生成________。
(3)市售“暖宝宝”中发热剂主要成分是:铁粉、炭粉、水和食盐等,反应原理可简化为铁生锈。小明用配置的发热剂按图乙装置实验。他不是将足量的发热剂堆在瓶底,而是将其涂抹在广口瓶内壁的四周,这样做的目的是________。
(4)在上述三个实验操作都正确的情况下,与另两个实验的测量结果相比,第三个实验的测量结果与空气中的氧气含量更接近。推测其主要原因,最合理的是________。
15.用来测定空气成分的方法很多,用红磷在空气中燃烧的测定方法.
第一步:将集气瓶容积划分为五等份,并做好标记.
第二步:点燃燃烧匙内的红磷,伸入集气瓶中并把塞子塞紧.
第三步:待红磷熄灭后,打开弹簧夹,发现水被吸入集气瓶中,进入集气瓶中水的体积约为集气瓶总容积的

(1)实验完毕,若进入集气瓶中水的体积不到总容积的
,你认为导致这一结果的原因可是________(写出一点);
(2)某同学对实验进行反思后,提出了改进方法(如图所示),你认为改进后的优点是________.
16.某学习小组为探究空气中氧气的含量,设计了如图所示的装置,根据装置回答下列问题:
(1)用放大镜聚焦使燃烧匙中过量的白磷燃烧,当装置冷却到室温时,可观察到U形管右侧水面的变化情况是________;
(2)反应完毕后,U形管右侧剩余的气体主要是________;
(3)为什么不能用木炭取代白磷做这个实验:________。
17.某科学兴趣小组的同学在学习了空气中氧气含量的测定的基础上,改进了教材中的实验,设计出了如图所示的实验装置.实验步骤如下:
①连接仪器,检查装置气密性,发现装置气密性良好.
②在集气瓶里装进适量a体积的水,燃烧匙里放一小块白磷,在酒精灯上把玻璃棒下端加热,按图示把集气瓶中的空气密封起来,把集气瓶内的长导管伸到瓶底,长导管的另一端放入盛有足量水的烧杯中.
③把预先加热过的玻璃棒按下与白磷接触,观察到白磷立即着火燃烧产生大量白烟,同时放热.
④待白磷燃烧熄灭后,稍加振荡,白烟消失.
⑤待集气瓶完全冷却到室温,量出集气瓶中水的体积为b,整个集气瓶的体积为c.
⑥根据a、b、c三个数据,计算出空气中氧气的体积分数.
根据以上信息,回答下列问题:
(1)在白磷开始燃烧到最后熄灭的过程中,集气瓶内水面的变化情况是________.
(2)若实验成功,请写出a、b、c三个数据应满足的一个等式关系________.
18.?某化学实验小组用两种方法验证空气中的氧气含量.
(1)方法一:如图A所示进行.
(1)写出图A中二氧化碳与氢氧化钠溶液反应的化学方程式 ________?.
(2)小星同学对该实验提出质疑:木炭在燃烧过程中,氧气浓度降低,参加反应的木炭[m(C)]与氧气[]的质量之比在________? 范围内,生成的CO对实验结果会产生误差.
(2)方法二:如图B所示进行.
(1)写出图B中红磷燃烧的化学方程式 ________?.
(2)实验测定数据如表:(集气瓶的容积为100mL).
?组别
1
2
3
4
5
6
?进入集气瓶中水的体积/mL
30
21
19
22
15
?20
分析实验数据,第2,3,4,6组验证出氧气约占空气体积的________?,第5组出现较大偏差的原因可能是________

19.甲图所示为测定空气中氧气含量的装置及药品。
(1)为获得较为准确的实验数据,下列做法不正确的是(???
)
A.?检查装置的气密性??????????????????????????????????????????????B.?燃烧匙中的红磷足量
C.?点燃红磷后缓慢将燃烧匙插入瓶中,塞紧瓶塞????D.?红磷熄灭,广口瓶冷却后打开弹簧夹
(2)小明同学用足量的木炭代替红磷、氢氧化钠溶液代替水来做此实验。小明操作正确,但是测得的数据小于用红磷测得的数据,其原因是木炭燃烧除生成二氧化碳外还可能生成________。
(3)市售“暖宝宝”中发热剂主要成分是:铁粉、炭粉、水和食盐等,反应原理可简化为铁生锈。小明用配置的发热剂按图乙装置实验。他不是将足量的发热剂堆在瓶底,而是将其涂抹在广口瓶内壁的四周,这样做的目的是________。
20.为“测定空气里氧气体积含量”,小明同学取足量的红磷、镁条、木炭分别在等体积的A、B、C三瓶空气中同时燃烧;充分燃烧后恢复到常温再松开止水夹,发现集气瓶B中进水最多,C中进入水量很少。查阅资料:镁条既能与氧气反应生成氧化镁固体,还能与氮气反应生成
氮化镁(Mg3N2)固体。
(1)实验中发现水停止倒吸后,B集气瓶中的水量明显高于A瓶的原因是????????????

(2)实验室中若用图A装置测定空气中氧气的体积分数,下列说法正确的是(????

A.红磷一熄灭就可以打开夹子????
B.实验中,水的量可以随意
C.红磷的量要足量?????????????
D.瓶中消耗掉的气体跟剩下的气体的体积比为1:4
21.根据如图所示实验,请回答相关问题:
(1)图A中若红磷用量不足,测得空气中氧气的体积分数将远________
(填“大于”、“小于”或“等于”);
(2)图B中实验运用了________的研究方法,二氧化锰在反应前后化学性质和质量均不改变;
(3)图C中反应后天平示数减少,你认为该反应________(填“符合”或“不符合”)
质量守恒定律;
(4)图D中铜片上的白磷燃烧了,热水里的白磷没有燃烧,说明燃烧条件之一是________.
(5)图E中实验中生成物是________(填化学式).
22.现有两组实验小组的同学参与“测定空气中氧气的体积分数”实验.
(1)甲组同学采用课本实验装置(图2),他们先用图1的组合装置在空气中点燃红磷,然后慢慢地将燃烧匙从上到下插入广口瓶中,目的使上、下层空气中的氧气都能得到充分消耗,直到橡皮塞塞紧瓶口,红磷在瓶中继续燃烧直到熄灭,等广口瓶冷却后,打开止水夹.但这样测出的氧气的体积分数明显大于1/5.请分析原因________
(2)该装置本身在设计上还存在一定的缺陷,也是造成实验误差的原因,请分析其中一种缺陷,说明这种缺陷造成误差的理由________.
(3)乙组同学先查阅资料(如下表),然后对课本上的实验装置进行了图3所示的改进,右端玻璃管上端开口(其它仪器忽略).
颜色、状态
熔点/℃
着火点/℃
密度/(g/cm3)
红磷
暗红色固体
590
240
2.34
白磷
白色或黄白色固体
44.1
40
1.82
①乙组同学红磷换成了白磷的优点是________
②大家用改进的实验装置进行实验,待玻璃管冷却、管内白色的烟幕消失时,左玻璃管内的液面上升了一段距离,此时他们应该怎样操作之后,才能读取左管页面的刻度________.
23.如图所示的是初中化学中的一些重要实验.请回答下列问题:
(1)实验A:倾倒CO2时观察到的现象是________.
(2)实验B:测得空气中氧气体积分数小于
的原因可能是(只答一条):________.
(3)实验C:用玻璃棒搅拌的目的是________.
(4)实验D:集气瓶内放少量水的目的是________.观察到铁丝剧烈燃烧,________,生成黑色固体,放出大量的热.
24.为测定空气中氧气的含量,小华同学打算设计如下方案:选用实际容积为40mL的试管作为反应容器,将过量的白磷放入试管,用橡皮塞塞紧试管,通过导管与实际容积为60mL且润滑性很好的针筒注射器组成如下图的实验装置.假设此实验能够按照小华的设想正常进行,白磷所占体积与导管内的气体体积忽略不计,且两个容器间的导管足够粗,保持空气正常流动.请回答下列问题:
(1)实验前,打开弹簧夹,将注射器活塞前沿从20mL刻度处推至15mL刻度处,然后松开手,若活塞仍能返回至20mL刻度处,则说明________;
(2)若先夹紧弹簧夹,用酒精灯加热白磷,燃烧结束,等到试管冷却后再松开弹簧夹.可观察到的现象为:________;
(3)若不使用弹簧夹,用酒精灯加热白磷,充分反应直至燃烧结束,试管冷却.可观察到的现象为________;
(4)若按小华的设想进行实验,实际可能遇到诸多问题而发生危险,造成实验失败.例如:________.
25.实验室利用红磷和白磷两种可燃物进行了以下实验,请分别回答下列问题.
(1)通过实验1可以测定________点燃燃烧匙中的红磷,迅速插入集气瓶,可以观察到的现象是红磷继续燃烧,产生大量________,一段时间后红磷熄灭,冷却后,打开止水夹,可观察到________烧杯中的水被倒吸入集气瓶中,进入集气瓶的水约占集气瓶体积的现象,可达到实验的目的.该反应的化学方程式为________.
(2)通过实验2可以探究燃烧的条件.烧杯中有热水,a、b、c三个位置分别放有药品,实验中只有a处的白磷燃烧,整个过程中气球会出现的现象是________.a与b
对比,说明燃烧需要的条件是________,a与c对比,说明燃烧的条件是________.
26.氧气是一种化学性质比较活泼的气体,它可以和许多物质发生反应.
(1)在做甲、丙两个实验时,事先都需在集气瓶底部装有少量水,其作用分别是:甲________,丙________.
(2)将装置乙改装为如右图所示装置,还可用于测定空气中氧气的体积分数.经测定,集气瓶的容积为250mL,在此实验中,观察到量筒中减少的水的体积为50mL,则空气中氧气的体积分数为________.在保证整个装置不漏气的前提下,所用红磷的量必须________,如果未冷却到室温便打开弹簧夹观察量筒内减少的水的体积,则实验结果将________(填“偏大”“偏小”或“不变”).实验完毕后,集气瓶内残余的气体主要是________(填化学符号),可推测残余气体性质是________(答一条).反思此实验的探究过程,用燃烧法测定空气中氧气含量的实验时,在药品的选择或生成物的要求上应考虑的是________(答一条).
27.根据如图所示实验回答问题.
(1)甲实验:实验中,热水的作用是________;请结合图1和图2说明,通过对比________,可证明可燃物燃烧需要与氧气接触.
(2)乙实验:可燃性气体点燃前必须________;可燃气体若为氢气,请写出证明燃烧产物的操作及现象________.
(3)丙实验:此装置可用于测定空气中氧气的含量,实验时用过量红磷的原因是________;若打开弹簧夹后,发现集气瓶内进入的水量明显小于
的刻度线,其原因可能为________(至少答2种).
三、解答题
28.下图是实验验证空气中氧气含量的装置。红磷与氧气反应后生成固体五氧化二磷,该固体极易溶于水,而木炭与氧气反应后生成气体二氧化碳,该气体在水中溶解性不大。下图为两个同学设计的测定空气中氧气含量的实验示意图。
(1)图Ⅰ实验时,燃烧匙里为什么要盛过量的红磷?
(2)图Ⅰ实验除了可以得出氧气约占空气体积1/5的结论外,还可以得出有关氮气性质的哪些结论?
(3)图中装置燃烧匙中
放点燃的木炭,可以得到氧气约占空气体积1/5的结论吗?为什么?
29.在“测定空气中氧气的体积分数”实验中:
?
(1)甲组同学采用课本实验装置(图2),他们先用图1的组合装置在空气中点燃红磷,然后慢慢地将燃烧匙从上到下插入广口瓶中,目的使上、下层空气中的氧气都能得到充分消耗,直到橡皮塞塞紧瓶口,红磷在瓶中继续燃烧直到熄灭,等广口瓶冷却后,打开止水夹.但这样测出的氧气的体积分数明显大于1/5,请分析原因________
(2)乙组同学先查阅资料(如下表),然后对课本上的实验装置进行了图3所示的改进,右端玻璃管上端开口(其它仪器忽略)。
颜色、状态
熔点/℃
着火点/℃
密度/(g/cm3)
红磷
暗红色固体
590
240
2.34
白磷
白色或黄白色固体
44.1
40
1.82
①乙组同学红磷换成了白磷的优点是________。
②大家用改进的实验装置进行实验,待玻璃管冷却、管内白色的烟幕消失时,左玻璃管内的液面上升了一段距离,此时他们应该怎样操作之后,才能读取左管液面的刻度________
四、综合题
30.某课外活动小组在学习了书本“空气中氧气含量的测定”实验后,知道了五氧化二磷不能随便排放在空气中,否则会对空气造成污染,所以对该实验进行了改进:在由两个注射器组成的密闭系统内共有50mL空气,如图。然后给装有红磷的玻璃管加热。同时推动两个注射器的活塞,至玻璃管内的红磷变成白烟,且较长时间内无进一步变化时停止。停止加热后,待冷却至室温将气体全部推至一个注射器内。请根据你对上述实验的理解,回答下列问题:
(1)实验结束后,注射器内的气体体积理论上应该减少约________mL。
(2)在实验的加热过程中,交替缓慢推动两个注射器的目的是________。
写出该反应的文字表达式________。
(3)上述方法只是粗略测定空气中氧气含量的一种方法,你认为造成该实验不够精确的可能原因是(写出一种即可)________。
31.?空气中氧气含量测定的再认识.
(1)【实验回顾】如图是实验室用红磷燃烧来粗略测定空气中氧气含量的装置.
(1)写出红磷燃烧的化学方程式________?.
(2)实验原理:由于红磷燃烧消耗空气中的氧气,使瓶内________?减小,烧杯中水倒吸到集气瓶.若装置的气密性良好,操作规范,用量筒测量进人瓶中水的体积,能粗略测得空气中氧气的含量.
【问题提出】有实验资料表明:燃烧过程中当氧气体积分数低于7%时,红磷就无法继续燃烧,因此通过上述实验,测量结果与理论值误差较大.
(2)【实验改进】
Ⅰ.根据铁在空气中生锈的原理设计图2实验装置,再次测定空气中氧气含量.装置中饱和食盐水、活性炭会加速铁生锈.
Ⅱ.测得实验数据如表
测量项目
实验前
实验后
烧杯中水的体积
烧杯中剩余水的体积
集气瓶(扣除内容物)和导管的容积
体积/mL
80.0
54.5
126.0
(1)铁生锈过程发生复杂的化学反应,首先是铁与氧气、水反应生成氢氧化亚铁[Fe(OH)2],写出该反应的化学方程式 ________?.【交流表达】
(2)根据如表数据计算,改进实验后测得的空气中氧气的体积分数是________?(计算结果精确到0.1%).
(3)从实验原理角度分析,改进后的实验结果比前者准确度更高的原因是:
①________?;
②________?.
32.用右图的装置来测定空气中氧气的体积分数。
(1)盛放在燃烧匙内的物质可用________。
(2)实验中观察到的现象是________,同时水进入广口瓶,水的体积约占广口瓶容积的________。
(3)如果实验步骤是:①先用夹子夹紧橡皮管;②点燃燃烧匙内的固体物质;③将燃烧匙插入广口瓶,并塞紧橡皮塞;④燃烧完毕后,打开橡皮管上的夹子,结果发现测定的氧气体积分数低于21%。问:这可能是由哪几种原因引起的?
33.如图是某同学设计的测定空气中氧气含量的实验装置。在具支试管中铺上一层玻璃棉,用于保护反应管;注射器提前连接好,装入100mL水。实验时,将橡皮塞取下,取一定量的白磷放入具支试管底部的玻璃棉上,塞紧橡皮塞(并用拇指压住),在试管底部
稍微加热,白磷燃烧。
回答下列问题:
(1)待反应结束,装置完全冷却后,注射器内的水进入具支试管的体积约为试管容积的________。若进水量偏小,可能的原因是________
(2)整个实验过程中,活塞的运动方向为________
(3)你认为该实验设计的优点是________
34.甲图所示为测定空气中氧气含量的装置及药品。
(1)为获得较为准确的实验数据,下列做法不正确的是?????????
?
????
???
A.?检查装置的气密性??????????????????????????????????????????????B.?燃烧匙中的红磷足量
C.?点燃红磷后缓慢将燃烧匙插入瓶中,塞紧瓶塞????D.?红磷熄灭,广口瓶冷却后打开弹簧夹
(2)小明同学用足量的木炭代替红磷、氢氧化钠溶液代替水来做此实验。小明操作正确,但是测得的数据小于用红磷测得的数据,其原因是木炭燃烧除生成二氧化碳外还可能生成________。
(3)市售“暖宝宝”中发热剂主要成分是:铁粉、炭粉、水和食盐等,反应原理可简化为铁生锈。小明用配置的发热剂按图乙装置实验。他不是将足量的发热剂堆在瓶底,而是将其涂抹在广口瓶内壁的四周,这样做的目的是________。
五、填空题
35.为了测定能使带火星的木条复燃时氧气的最低含量是多少,课外活动小组的同学们进行了实验探究。他们设计的实验方案是先将氧气和空气按不同的体积比收集在集气瓶里,收集气体的装置如图所示。收集气体的方法是:在100mL集气瓶里装满水,塞紧胶塞并关闭活塞b,打开活塞a通入氧气,把瓶里的水排入量筒,当量筒内的水达到设定的体积后立即关闭活塞a,然后打开活塞b通入空气,把瓶里的水全部排入量筒。若要收集一瓶含氧气的体积分数约为44%的气体,则通入氧气的体积和通入空气的体积约是________。
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】D
【考点】空气组成的测定,氧气的化学性质
【解析】【分析】(1)分析实验原理:通过铜粉在密闭注射器里的空气中的燃烧,消耗了氧气,压强减小,注射器里的空气的减小来测定空气中氧气的体积分数.为了全部消耗掉氧气,铜粉的量必须是足量的;(2)气体的体积要受温度的影响,读数时必须等到装置冷却至室温再读;(3)通过挤压气球可以使密闭装置内的气体流动,使氧气与铜粉充分接触;(4)氧气在空气中的含量是21%,近似
。【解答】解:A、要准确测定空气中氧气的体积分数,只有使用铜粉的量是足量的,才能全部消耗掉密闭注射器里的空气中的氧气,认识正确,A错误;
B、气体的体积要受温度的影响,读数时必须等到装置冷却至室温再读,不等装置冷却至室温就读数,读数偏小,认识正确,B错误;
C、气球的作用是调节气压,使氧气完全反应完,认识正确,C错误;
D、正常操作情况下,反应结束后消耗氧气的总体积应该是反应前注射器内气体体积和玻璃管中气体总体积的
,认识错误,D正确。
故答案为:D
2.【答案】B
【考点】空气的成分及各成分的体积分数,空气组成的测定,常见物质的分类
【解析】【分析】此题涉及得到氮气的两种途径,其中从空气中分离的方法由于空气是混合物,有多种气体在操作中难以控制残留的杂质,19世纪末英国物理学家瑞利从空气中分离得到的氮气就是含有极少量的氩气。另一种是通过含氮物质中制取氮气,由于易于控制反应的物质及过程,可以制得纯净的氮气。
【解答】A、氩气是一种化学性质极不活泼的气体,氩气是0族元素属稀有气体或惰性气体,化学性质非常稳定,A认识正确,A错误;
B、瑞利从空气中分离出的氮气是纯净物,从空气中分离出的氮气含有氩气不是纯净物,B认识错误,B正确;
C、科学研究是非常严谨的,不能放过微小的差异,瑞利发现从空气分离得到的氮气的密度与从含氮物质中制得的氮气的密度有0.0064千克/米3的微小差异,继续研究并与化学家拉姆塞合作,经过几十年的努力,终于在1894年发现了空气中的氩气的事例中,充分反映了科学家对科学研究的严谨,即使是微小的差异也不放过,C认识正确,C错误;
D、从含氮物质中可以制得纯净的氮气,用含氮物质制取氮气因反应物和反应过程的可控性,所以可以按设计者的意图得到纯净的氮气,D认识正确,D错误。
故选B
3.【答案】C
【考点】空气组成的测定
【解析】【分析】本考点是用红磷、铜丝测定氧气在空气中的体积分数,属于实验方法和过程的探究。这类探究实验要具体问题具体分析,根据设计的步骤中不同的现象去思考、去探究,从而回答题目给出的问题。
【解答】①红磷燃烧并冷却后打开弹簧夹,避免了集气瓶内压强过大进入水过少,不能正确测定空气中氧气的含量的情况,故①说法正确;
②点燃酒精灯加热铜丝,铜与氧气反应生成氧化铜,所以铜丝表面由光滑的紫红色变成黑色,故②说法正确;
③应该在停止加热并冷却至室温才能读数,故③说法错误;
④实验过程中为了将空气中的氧气完全耗尽,加入的铜丝必须是过量的,故④说法错误;
⑤两个实验中气体都没有被完全耗尽,消耗的是氧气,剩余气体则是其他气体,则两实验均能证明空气是混合物,故⑤说法正确;
⑥根据空气中氧气含量的测定原理可知,两个实验均能证明空气中约含五分之一体积的氧气,故⑥说法正确。
故答案为:C
4.【答案】B
【考点】空气组成的测定
【解析】【分析】A、装置一定是要密闭的,否则无法验证氧气的准确含量。
B、将红磷改为木炭后,燃烧后产物是二氧化碳气体,水不能进入集气瓶。
C、红磷的量不足时氧气不能完全消耗,测量的氧气量会小。
D、为冷却时集气瓶内的气体膨胀,进入的气体量会变小。
【解答】A、装置的气密性不好时,外界的气体会进入集气瓶,使氧气测量变小。
B、由于木炭燃烧后产物是二氧化碳气体,所以反应后水的吸入量会很小。
C、红磷的量不足空气内的氧气不能完全消耗,进入水量比五分之一要小。
D、容器未冷却时气体的体积膨胀,进入的水量也要比实际的量要小。
故答案为:B
5.【答案】C
【考点】空气组成的测定
【解析】【分析】根据两套装置的特点进行对比分析逐项判断;白磷的着火点比红磷低的性质是不变的。
【解答】A、通过装置可以看出,乙装置的反应容器体积小,里面密封的空气就少,则药品消耗少的说法正确;
B、乙装置比较简洁,空气只存在于注射器内,而甲装置的气体除了集气瓶内的外,导气管中也含有气体,因此可以减少甲图装置中导管引起的误差的说法正确;
C、着火点是物质的一种性质,白磷比红磷着火点低,故说法错误;
D、乙容器内径相等,通过注射器上的刻度易准确推算出空气中氧气的含量的说法正确。
故答案为:C
6.【答案】B
【考点】空气组成的测定
【解析】【分析】测定空气中氧气含量的实验原理是:药品消耗消耗了瓶内的氧气,生成的是固体,使瓶内压强减小,在外界大气压的作用下水被压进集气瓶,进入水的体积就是集气瓶内原来氧气的体积.保证本实验成功的关键是:①装置气密性好;②药品要足量;③要冷却至室温再读数等,本题结合红磷测定氧气的原理分析即可.
【解答】解:A.如果装置漏气,会使进入的水偏少,测定的结果偏小,实验前必须检查装置的气密性,故正确;
B.铁生锈消耗氧气,使装置内的气压减小,进入水的体积就是消耗氧气的体积,集气瓶内空气的体积是(250-20)mL=230ml,进入水的体积是45mL,即氧气的体积是45mL,因此氧气的体积分数=
≈19.6%,故错误;
C、发热剂的量必须足量,因为只有足量的发热剂才能把氧气消耗完,使结果准确,若实验测得空气中氧气体积分数偏低,可能是暖宝宝贴的使用数量不足,故正确;
D、必须等温度计的读数恢复至实验前的温度后才能记录量筒内剩余水的体积,使结果准确,故正确.
答案:B.
7.【答案】B
【考点】空气组成的测定
【解析】【分析】本题考查了空气中氧气含量的测定,结合红磷测定的原理进行分析,要注意测定原理、实验关键、现象和结论、装置的评价和改进等,能够考查学生的知识迁移能力。测定空气中氧气含量的实验原理是:药品消耗消耗了瓶内的氧气,生成的是固体,使瓶内压强减小,在外界大气压的作用下水被压进集气瓶,进入水的体积就是集气瓶内原来氧气的体积。保证本实验成功的关键是:①装置气密性好;②药品要足量;③要冷却至室温再读数等,本题结合红磷测定氧气的原理分析即可。
【解答】A.如果装置漏气,会使进入的水偏少,测定的结果偏小,实验前必须检查装置的气密性,故正确;
B.铁生锈消耗氧气,使装置内的气压减小,进入水的体积就是消耗氧气的体积,集气瓶内空气的体积是(250-20)mL=230ml,进入水的体积是45mL,即氧气的体积是45mL,因此氧气的体积分数=≈19.6%,故错误;
C、发热剂的量必须足量,因为只有足量的发热剂才能把氧气消耗完,使结果准确,若实验测得空气中氧气体积分数偏低,可能是暖宝宝贴的使用数量不足,故正确;
D、必须等温度计的读数恢复至实验前的温度后才能记录量筒内剩余水的体积,使结果准确,故正确。
答案:B
8.【答案】C
【考点】空气组成的测定
【解析】【分析】本考点是用红磷、铜丝测定氧气在空气中的体积分数,属于实验方法和过程的探究.这类探究实验要具体问题具体分析,根据设计的步骤中不同的现象去思考、去探究,从而回答题目给出的问题。根据测定空气中氧气含量的实验原理和药品选择的依据以及注意事项来分析。
【解答】①红磷燃烧并冷却后打开弹簧夹,避免了集气瓶内压强过大进入水过少,不能正确测定空气中氧气的含量的情况,故①说法正确;
②点燃酒精灯加热铜丝,铜与氧气反应生成氧化铜(2Cu+O22CuO),所以铜丝表面由光滑的红色变成黑色,故②说法正确;
③应该在停止加热并冷却至室温才能读数,故③说法错误;
④实验过程中为了将空气中的氧气完全耗尽,加入的铜丝必须是过量的,故④说法错误;
⑤两个实验均能证明空气是混合物,故⑤说法正确;
⑥两个实验均能证明空气中约含五分之一体积的氧气,故⑥说法正确.
故选C
9.【答案】C
【考点】空气组成的测定
【解析】【分析】根据测定空气中氧气含量的实验原理和药品选择的依据以及注意事项来分析.本考点是用红磷、铜丝测定氧气在空气中的体积分数,属于实验方法和过程的探究.这类探究实验要具体问题具体分析,根据设计的步骤中不同的现象去思考、去探究,从而回答题目给出的问题.
【解答】解:①红磷燃烧并冷却后打开弹簧夹,避免了集气瓶内压强过大进入水过少,不能正确测定空气中氧气的含量的情况,故①说法正确;②点燃酒精灯加热铜丝,铜与氧气反应生成氧化铜(
),所以铜丝表面由光滑的紫红色变成黑色,故②说法正确;③应该在停止加热并冷却至室温才能读数,故③说法错误;④实验过程中为了将空气中的氧气完全耗尽,加入的铜丝必须是过量的,故④说法错误;⑤两个实验中气体都没有被完全耗尽,消耗的是氧气,剩余气体则是其他气体,则两实验均能证明空气是混合物,故⑤说法正确;⑥根据空气中氧气含量的测定原理可知,两个实验均能证明空气中约含五分之一体积的氧气,故⑥说法正确.
故选C.
10.【答案】C
【考点】空气组成的测定
【解析】【分析】根据红磷测定空气里氧气含量的实验原理、操作步骤、注意事项进行分析:1、造成测得氧气的体积分数小于五分之一的因素可以从以下四个方面考虑:(1)装置是否漏气;(2)红磷的用量是否充足;(3)瓶内的氧气是否耗尽;(4)装置是否冷却到室温.2、造成测得氧气的体积分数大于五分之一的因素可以从以下两各方面考虑:(1)止水夹有没有夹紧;(2)燃烧匙伸入是否过慢.
【解答】解:A.实验时,将木炭代替红磷,木炭燃烧生成二氧化碳气体,会导致进入广口瓶中的水不足广口瓶容积的五分之一;
B.实验中所取的红磷不足时,瓶中氧气不能完全消耗,会导致进入广口瓶中的水不足广口瓶容积的五分之一;
C.插入燃烧匙太慢,塞紧瓶塞之前,瓶内已有部分空气受热逸出,会导致进入广口瓶中的水大于广口瓶容积的五分之一;
D.实验时,没有塞紧瓶塞,装置漏气,会导致进入广口瓶中的水不足广口瓶容积的五分之一.
故选:C;
11.【答案】B
【考点】空气组成的测定
【解析】【分析】测定空气中氧气含量的实验原理是:药品消耗消耗了瓶内的氧气,生成的是固体,使瓶内压强减小,在外界大气压的作用下水被压进集气瓶,进入水的体积就是集气瓶内原来氧气的体积.保证本实验成功的关键是:①装置气密性好;②药品要足量;③要冷却至室温再读数等,本题结合红磷测定氧气的原理分析即可.
【解答】解:A.该实验原理是利用铁粉生锈消耗氧气,瓶内压强减小,故正确;
B.铁生锈消耗氧气,使装置内的气压减小,进入水的体积就是消耗氧气的体积,集气瓶内空气的体积是(250﹣20)mL=230mL,进入水的体积是45mL,即氧气的体积是45mL,因此氧气的体积分数=
≈19.6%,故错误;
C、发热剂的量必须足量,因为只有足量的发热剂才能把氧气消耗完,使结果准确,若实验测得空气中氧气体积分数偏低,可能是暖宝宝贴的使用数量不足,故正确;
D、必须等温度计的读数恢复至实验前的温度后才能记录量筒内剩余水的体积,使结果准确,故正确.
答案:B.
二、实验探究题
12.【答案】(1)可将导管一端插入水中,用手紧握广口瓶外壁,观察水中的导管口是否有气泡冒出,如果有气泡冒出,说明装置气密性好
(2)改进后的装置无需打开瓶塞点燃红磷,避免瓶内空气外逸而而造成实验误差
(3)14%
【考点】空气组成的测定
【解析】【分析】(1)装置气密性检查的原理一般是通过压强差来产生明显的现象来判断.压强差主要来自两方面:一是利用温度的变化引起气体体积变化,二是利用外力产生压强差.(2)对比改进行前后的两种探究装置,可发现改进后不需要点燃红磷后再将燃烧匙伸入瓶中,可很好地避免因装置漏气而对结果带来的偏差;(3)根据量筒内减少的体积为氧气的体积解答.了解实验数据的处理或者误差分析的方法及技巧;了解用红磷测定氧气在空气中含量的实验的注意事项.实验是化学的重要组成部分,正确的实验操作是得出科学结论的前提条件之一,因此要学会设计实验、进行实验、分析实验,为得出正确的结论奠定基础.
【解答】解:(1)检验此装置的气密性时,可将导管一端插入水中,用手紧握广口瓶外壁,观察水中的导管口是否有气泡冒出,如果有气泡冒出,说明装置气密性好.(2)与装置甲相比,装置乙中使用电烙铁可以减小实验误差,其原因是:改进后的装置无需打开瓶塞点燃红磷,避免瓶内空气外逸而而造成实验误差.(3)量筒内减少的体积为氧气的体积,氧气的体积=100mL﹣65mL=35mL;
空气中氧气的体积分数为:
×100%=14%.
故答案为:(1)将导管一端插入水中,用手紧握广口瓶外壁,观察水中的导管口是否有气泡冒出,如果有气泡冒出,说明装置气密性好.(2)改进后的装置无需打开瓶塞点燃红磷,避免瓶内空气外逸而而造成实验误差;(3)14%
13.【答案】(1)10
(2)使注射器内的氧气充分与红磷反应
(3)通过化学反应除去混合物中的一种成分,再测量混合物在反应前后体积(或质量)的变化,从而得出该种成分的合量。
【考点】空气组成的测定
【解析】【分析】只有熟悉用红磷测定空气组成的实验原理、操作、现象、结论和注意事项,才能正确解答本题。
【解答】(1)氧气约占空气体积的1/5,所以理论上注射器内气体减少的体积为50ml×1/5=10ml;
(2)交替缓慢推动两个注射器,可以使注射器内的气体中的氧气与红磷充分接触并发生反应.从而提高了实验结果的精确度;
(3)该实验中氧气会与红磷反应,从而使注射器中气体的体积减小(减小的体积就是参加反应的氧气的体积),从而可以计算出空气中氧气含量。故学到的测量混合物中某成分含量的方法是:通过化学反应除去混合物中的一种成分,再测量混合物在反应前后体积(或质量)的变化,从而得出该种成分的合量。
故答案为:(1)10mL;
(2)使注射器内的氧气充分与红磷反应;
(3)通过化学反应除去混合物中的一种成分,再测量混合物在反应前后体积(或质量)的变化,从而得出该种成分的合量。
14.【答案】(1)C
(2)CO
(3)增大发热剂与氧气的接触面积,加快反应
(4)铁生锈可以耗尽氧气,而磷、碳在氧气浓度低于一定程度时无法继续燃烧
【考点】空气组成的测定
【解析】【分析】本题主要考查实验测定空气中氧气含量的原理及可能造成实验失败的原因的分析,理解实验的原理是解答本题的关键,增加了学生分析问题的思维跨度,强调了学生整合知识的能力。本题是测定空气中氧气的含量,我们常用燃烧红磷或白磷的方法,因为磷燃烧生成白色固体五氧化二磷,几乎不占空间,使得内外产生气压差,从而得到正确的结论.因此在选择可燃物时,必须考虑到:燃烧的条件;生成物的状态;不与空气中其他物质发生反应,保证本实验成功的关键是:①装置气密性好;②红磷要足量;③要冷却至室温再读数;暖宝宝暖宝宝中的铁粉与水和空气中氧气发生了缓慢氧化,进而放出热量;物质缓慢氧化会放出热量,氯化钠的作用是加速铁粉氧化,更快地放出热量.据此分析解答有关的问题。
【解答】(1)保证实验成功的条件是:正式开始实验前,要先检查装置的气密性,防止装置漏气;燃烧匙中的红磷足量;等集气瓶冷却,打开止水夹;点燃红磷后燃烧匙插入集气瓶慢,塞紧瓶塞之前,瓶内部分空气受热逸出,进入的水的量应大于集气瓶体积的;
(2)木炭在氧气中燃烧生成二氧化碳,二氧化碳气体能够被氢氧化钠溶液吸收,木炭在氧气中不完全燃烧,会生成一氧化碳,瓶内气压变化小,导致测得的数据小于用红磷测得的数据;
(3)暖宝宝暖宝宝中的铁粉与水和空气中氧气发生了缓慢氧化,从而使瓶内的压强减小;将其涂抹在广口瓶内壁的四周,这样做的目的是增大与氧气的接触面积,加快缓慢氧化;
(4)第三个实验与另外两个实验的测量结果相比,它可以防止磷燃烧产生的白烟散逸到空气中,再就是实验在密闭体系中进行,读数更准确。
答案:(1)C;(2)CO;(3)增大发热剂与氧气的接触面积,加快反应;(4)可铁生锈可以耗尽氧气,而磷、碳在氧气浓度低于一定程度时无法继续燃烧。
15.【答案】(1)红磷量少,未等冷却就打开止水夹,装置漏气等
(2)误差少或无污染
【考点】空气组成的测定
【解析】【分析】本题是测定空气中氧气的含量,我们常用燃烧红磷或白磷的方法,因为磷燃烧生成白色固体五氧化二磷,几乎不占空间,使得内外产生气压差,从而得到正确的结论.因此在选择可燃物时,必须考虑到:燃烧的条件;生成物的状态;不与空气中其他物质发生反应.保证本实验成功的关键是:①装置气密性好;②红磷要足量;③要冷却至室温再读数.【解答】解:(1)实验过程中红磷要足量,红磷量少,会使氧气未消耗尽,造成结果偏小,未等冷却就打开止水夹,压强差小,倒流进的水少,装置漏气等;(2)利用放大镜聚光引燃红磷,不需要打开瓶塞,空气出不来也进不去,测量比较准确,用酒精灯引燃红磷由于磷燃烧放出大量的热,打开瓶塞时容易使空气受热而逸出,可以误差少或无污染.
故答案为:(1)红磷量少,未等冷却就打开止水夹,装置漏气等?
(答一点即可)(2)误差少或无污染??
(答一点即可)
16.【答案】(1)上升至1处
(2)氮气
(3)因为木炭燃烧生成二氧化碳,二氧化碳代替氧气占据了氧气原来的空间,无法测定空气中氧气的含量
【考点】空气组成的测定
【解析】【分析】根据氧气约占空气总体积的五分之一;氧气消耗后,剩余气体主要是氮气,氮气不能燃烧,不支持燃烧;木炭燃烧生成二氧化碳来回答,也可以根据用来测定空气中氧气含量的物质应该具备的条件是:能和空气中的氧气反应,生成物是固体,不能和空气中的其它物质发生化学反应.
【解答】(1)当装置冷却到室温时,可观察到U形管右侧水面上升至1处,故填:上升至1处;(2)反应完毕后,U形管右侧剩余的气体主要是氮气,故填:氮气;(3)因为木炭燃烧生成二氧化碳,二氧化碳代替氧气占据了氧气原来的空间,无法测定空气中氧气的含量。
17.【答案】(1)先下降后升高
(2)(b﹣a)=(c﹣a)×
【考点】空气组成的测定
【解析】【分析】(1)根据白磷燃烧时产生大量白烟,放出大量的热解答;(2)根据氧气约占空气体积的五分之一,结合图中的体积关系分析解答即可.
【解答】解:(1)在白磷开始燃烧时,反应放出大量的热,集气瓶中的空气膨胀,压强增大,集气瓶中的水一部分被排出,液面下降;
最后熄灭冷却至室温时,集气瓶中的压强减小,在外界大气压的作用下,水进入集气瓶,液面上升,因此集气瓶内水面的变化情况是先下降,后上升.(2)由于氧气约占空气体积的五分之一,若实验成功,a、b、c三个数据应满足的一个等式关系是:(b﹣a)=(c﹣a)×

答案:(1)先下降后升高;(2)(b﹣a)=(c﹣a)×

18.【答案】(1)CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O;大于3:8而小于或等于3:4
(2)4P+5O22P2O5;;没有冷却到室温读数等(合理即可)
【考点】空气组成的测定,碱的化学性质
【解析】【解答】方法一:(1)根据二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,故反应的方程式为:CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O;
(2)
若碳完全燃烧,生成气体全部为二氧化碳时,碳与氧气的质量比为3:8,其中产生的二氧化碳可以完全被氢氧化钠溶液吸收,通过液面上升的体积可以计算氧气的体积分数;若碳不完全燃烧,生成气体全部为一氧化碳时,碳与氧气的质量比为3:4,由于一氧化碳不能被氢氧化钠溶液吸收,不能测定出氧气的含量;因此要产生一氧化碳,其中参加反应的碳和氧气的质量比必须满足的条件为大于3:8而小于等于3:4;
故答案为:大于3:8而小于或等于3:4;
方法二:(1)红磷燃烧产生五氧化二磷,故反应的方程式为:4P+5O22P2O5;
(2)第2,3,4,6组的水的体积就是消耗的氧气的体积,与空气的体积100mL进行比较,结果得出氧气约占空气体积的15;而第五组的结果会偏小,可能是没有冷却到室温读数、红磷量不足、装置漏气等的原因;
故填:15;没有冷却到室温读数等(合理即可).
【分析】方法一:(1)根据二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,写出反应的方程式;
(2)根据碳和氧气反应产生一氧化碳进行计算二者的质量关系;

法二:测定空气中氧气含量实验的实验原理是在密闭容器内消耗氧气,测量容器内气体体积的减少量确定氧气的含量.因此在选择消耗氧气的药品时,应考虑能与空
气中的氧气反应,生成物为固体不能为气体,还应注意装置不漏气,药品的量要足,读数时温度要回到原来的温度等.最后得出氧气约占空气体积的五分之一.
19.【答案】(1)C
(2)CO
(3)增大发热剂与氧气的接触面积
【考点】空气组成的测定
【解析】【分析】本题是测定空气中氧气的含量,我们常用燃烧红磷或白磷的方法,因为磷燃烧生成白色固体五氧化二磷,几乎不占空间,使得内外产生气压差,从而得到正确的结论.因此在选择可燃物时,必须考虑到:燃烧的条件;生成物的状态;不与空气中其他物质发生反应.
保证本实验成功的关键是:①装置气密性好;②红磷要足量;③要冷却至室温再读数;暖宝宝暖宝宝中的铁粉与水和空气中氧气发生了缓慢氧化,进而放出热量;物质缓慢氧化会放出热量,氯化钠的作用是加速铁粉氧化,更快地放出热量.据此分析解答有关的问题.
【解答】解:(1)保证实验成功的条件是:正式开始实验前,要先检查装置的气密性,防止装置漏气;燃烧匙中的红磷足量;等集气瓶冷却,打开止水夹;点燃红磷后燃烧匙插入集气瓶慢,塞紧瓶塞之前,瓶内部分空气受热逸出,进入的水的量应大于集气瓶体积的;
(2)木炭在氧气中燃烧生成二氧化碳,二氧化碳气体能够被氢氧化钠溶液吸收,木炭在氧气中不完全燃烧,会生成一氧化碳,瓶内气压变化小,导致测得的数据小于用红磷测得的数据;
(3)暖宝宝暖宝宝中的铁粉与水和空气中氧气发生了缓慢氧化,从而使瓶内的压强减小;将其涂抹在广口瓶内壁的四周,这样做的目的是增大与氧气的接触面积,加快缓慢氧化;
答案:
(1)C;(2)一氧化碳;(3)增大发热剂与氧气的接触面积.
20.【答案】(1)B瓶中氮气还与镁反应生成了氮化镁固体,瓶内气压比A瓶小
(2)C、D
【考点】空气组成的测定
【解析】【分析】(1)根据镁会与氮气发生反应,可以判断B中气体消耗得比较多,瓶内气压比A瓶小;(2)在装有空气的密闭容器中,欲用燃烧法测定空气中氧气含量,该实验一般要注意以下几点:①装置的气密性好;②所用药品必须是足量;③读数时一定要冷却到原温度;④所选除氧剂要具备以下特征:本身能够在空气中燃烧;本身的状态为非气体;生成的物质为非气态;据此进行分析判断。
【解答】(1)B瓶中氮气还与镁反应生成了氮化镁固体,瓶内气压比A瓶小,B瓶吸入更多的水;
(2)A、红磷一熄灭不能打开夹子,因为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;
B、实验中水的用量不能是随意的,必须足量,否则烧杯中的水可能不足以注满原来瓶内气体体积的,测定结果偏小,故选项说法错误;
C、实验中红磷的用量一定要足,以保证完全消耗装置内的氧气,故选项说法正确;
D、瓶中消耗掉的气体是氧气,氧气占空气的,跟剩下的气体的体积比为=1:4,故选项说法正确,故选:C、D。
故答案为:(1)B瓶中氮气还与镁反应生成了氮化镁固体,瓶内气压比A瓶小;(2)C、D。
21.【答案】(1)小于
(2)控制变量,对照实验
(3)不符合
(4)需要氧气
(5)Fe3O4
【考点】燃烧的条件,空气组成的测定,质量守恒定律及其应用
【解析】【分析】(1)根据实验原理分析误差;(2)根据实验对比结合催化剂的特点进行分析;(3)根据质量守恒定律的内容进行分析;(4)根据燃烧的条件进行对比进行分析;(5)根据铁丝和氧气在点燃的条件下生成四氧化三铁进行分析.
【解答】解:(1)若红磷不足,就不能把氧气完全消耗,因此结果会偏小;(2)图B通过等体积等浓度的过氧化氢加二氧化锰能够加快反应的速率,是通过控制变量,对照实验得出结论;(3)装置C中将盐酸与大理石混合,反应停止后,天平不平衡,因为盐酸与碳酸钙反应生成二氧化碳气体,逸入空气,因此质量减少;(4)通过两处白磷对比可知水中的白磷没有与氧气接触,因而没有燃烧,说明燃烧需用氧气;(5)铁丝和氧气在点燃的条件下生成四氧化三铁,化学式为:Fe3O4

故答案为:(1)小于;(2)控制变量,对照实验;(3)不符合;(4)需用氧气;(5)Fe3O4

22.【答案】(1)可能向瓶口塞入胶塞过慢由于磷燃烧放热使瓶内气体被赶出一部分
(2)燃烧时弹簧夹没有夹紧导致气体受热膨胀而出,最后进入液体多
(3)白磷的着火点低,可以较容易的发生燃烧;待充分反应后.冷却到原来的状况,调整两边的高度使容器左右中的液面保持水平,记录液面刻度
【考点】空气组成的测定
【解析】【分析】(1)根据测得的氧气体积分数大于
说明从装置内出来的气体多了解答:(2)根据装置特点分析解答;(3)白磷的着火点低,可以较容易的发生燃烧,可以据此解答;
【解答】解:(1)测得的氧气体积分数大于
说明从装置内出来的气体多了,即有可能向瓶口塞入胶塞过慢由于磷燃烧放热使瓶内气体被赶出一部分;(2)燃烧时弹簧夹没有夹紧导致气体受热膨胀而出,最后进入液体多.(3)①乙组同学红磷换成了白磷的优点是:白磷的着火点低,可以较容易的发生燃烧;②待充分反应后.冷却到原来的状况,调整两边的高度使容器左右中的液面保持水平,记录液面刻度.
答案:(1)可能向瓶口塞入胶塞过慢由于磷燃烧放热使瓶内气体被赶出一部分;(2)燃烧时弹簧夹没有夹紧导致气体受热膨胀而出,最后进入液体多;(3)①白磷的着火点低,可以较容易的发生燃烧;②待充分反应后.冷却到原来的状况,调整两边的高度使容器左右中的液面保持水平,记录液面刻度.
23.【答案】(1)下层的蜡烛先熄灭,上层的蜡烛后熄灭
(2)装置气密性不好
(3)防止液滴飞溅
(4)防止溅落的溶化物炸裂瓶底;火星四射
【考点】空气组成的测定,氧气的化学性质,二氧化碳的物理性质,二氧化碳的化学性质
【解析】【分析】(1)根据倾倒CO2的性质来回答;(2)进入集气瓶中的水不到五分之一,可从①红磷不足量;②装置的这气密性不好③装置未冷却到室温便打开止水夹来分析;(3)根据玻璃棒的作用来分析;(4)根据铁丝燃烧实验的注意事项和现象进行分析.
【解答】解:(1)倾倒CO2时下层的蜡烛先熄灭,上层的蜡烛后熄灭;(2)实验完毕,若进入集气瓶中水的体积不到集气瓶中原空气总体积的五分之一,导致这一结果的原因可能是:红磷量不足、装置气密性不好、未冷却到室温就打开止水夹、红磷中含有能燃烧生成其他气体的杂质;(3)实验C中用玻璃棒搅拌的目的是防止局部受热造成液滴飞溅;(4)实验D:集气瓶内放少量水的目的是防止溅落的溶化物炸裂瓶底.观察到铁丝剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体,放出大量的热.
故答案为:(1)下层的蜡烛先熄灭,上层的蜡烛后熄灭;(2)装置气密性不好;(3)防止液滴飞溅;(4)防止溅落的溶化物炸裂瓶底;火星四射.
24.【答案】(1)装置气密性好
(2)针筒活塞向前移动到12
(3)针筒活塞向前移动到8
(4)白磷量不足或装置气密性不好或未冷却到室温就读数
【考点】空气组成的测定
【解析】【分析】本题是测定氧气在空气中的体积分数的实验探究,要把空气中的氧气消耗掉,在本实验中用的是过量的白磷,燃烧后的生成物是固体,不需要占很大的空间.本实验中用的是40mL的试管与实际容积为60mL且润滑性很好的针筒注射器,并且活塞在20mL处,有助于反应结束后计算体积.要使本实验成功,必须注意以下几点:①装置的气密性好;②白磷足量;③必须冷却到室温再读数.还要注意防止试管受热不均或气体体积受热膨胀过大,从而造成试管炸裂.
【解答】解:(1)打开弹簧夹,将注射器活塞前沿从20mL刻度处推至15mL刻度处,然后松开手,若活塞仍能返回至20mL刻度处,则说明整个装置都不漏气;(2)若先夹紧弹簧夹,用酒精灯加热白磷,这时白磷燃烧消耗掉的只是试管内的氧气为40mL×
=8mL,所以活塞应停在20mL﹣8mL=12mL的刻度处;(3)若不使用弹簧夹,用酒精灯加热白磷,白磷实际消耗掉的是试管40mL和注射器内20mL的氧气为(40mL+20mL)×
=12mL,所以活塞应停在20mL﹣12mL=8mL的刻度处;(4)因为白磷在密闭容器内燃烧产生热量使气体膨胀,可能会使橡胶塞弹出、试管爆裂、不使用弹簧夹可能会使注射器活塞弹出等,造成实验失败.
故答案为:(1)装置气密性好;(2)针筒活塞向前移动到12;(3)针筒活塞向前移动到8;(4)白磷量不足或装置气密性不好或未冷却到室温就读数.
25.【答案】(1)空气中氧气含量;白烟;烧杯中的水被倒吸入集气瓶中,进入集气瓶的水约占集气瓶体积的
;4P+5O2
2P2O5
(2)先膨胀,后缩小
(先变大,后变小);可燃物要与空气或氧气接触;可燃物的温度要达到着火点
【考点】燃烧的条件,空气组成的测定
【解析】【分析】(1)本题是测定空气中氧气的含量,我们常用燃烧红磷或白磷的方法,因为磷燃烧生成白色固体五氧化二磷,几乎不占空间,使得内外产生气压差,从而得到正确的结论.(2)燃烧需要三个条件同时具备,即可燃物、氧气、温度达到着火点.
【解答】解:(1)装置1是来测定空气中氧气含量的装置,实验开始时观察到的现象是:红磷燃烧,产生大量白烟;当红磷熄灭并冷却到室温后打开止水夹,看到的现象是:烧杯里的水沿导管流入集气瓶,流入水的体积约占集气瓶中气体体积的五分之一;
故填:空气中氧气含量;白烟;烧杯中的水被倒吸入集气瓶中,进入集气瓶的水约占集气瓶体积的
;4P+5O2
2P2O5

(2)a处的白磷燃烧,会放出热量造成气体体积膨胀,气球变大,燃烧结束后,温度降低,气压减小,气球变小;a处的白磷温度达到了着火点,也与氧气接触,所以燃烧;b处的白磷虽然温度达到了其着火点,但是没有与氧气接触,所以没有燃烧,对比可知,可燃物燃烧需要与氧气接触;C处的红磷与氧气接触,没有燃烧是因为温度没有达到其着火点;对比可知可燃物燃烧需要温度到达其着火点.
故填:先膨胀,后缩小
(先变大,后变小);可燃物要与空气或氧气接触;可燃物的温度要达到着火点.
26.【答案】(1)防止熔化物溅落炸裂瓶底;吸收生成的气体,避免污染空气
(2)1/5;足量;偏小;N2;木炭燃烧消耗氧气,同时生成二氧化碳,瓶内气体体积无明显减小,澄清石灰水变浑浊;药品与氧气反应生成物最好是固体
【考点】空气组成的测定,氧气的化学性质
【解析】【分析】根据已有的知识进行分析,铁丝、红磷以及硫都能与氧气反应发生化合反应,且反应都需要点燃,铁燃烧时放出大量的热,需在瓶底事先放少量的水,防止熔化物溅落炸裂瓶底,硫与氧气反应生成的二氧化硫具有刺激性气味,污染空气,可以使用水吸收,用红磷燃烧测定氧气的含量,红磷必须足量,等冷却后才能打开,否则温度过高使测定结果偏小,使用木炭时由于燃烧生成的是二氧化碳,需要将生成的二氧化碳用石灰水吸收.
【解答】解:(1)铁燃烧时放出大量的热,需在瓶底事先放少量的水,防止熔化物溅落炸裂瓶底,硫与氧气反应生成的二氧化硫具有刺激性气味,污染空气,可以使用水吸收,所以本题答案为:甲:防止熔化物溅落炸裂瓶底,丙:吸收生成的气体,避免污染空气;(2)氧气约占空气体积的五分之一,其余主要是氮气,用红磷燃烧测定氧气的含量,红磷必须足量,等冷却后才能打开,否则温度过高使测定结果偏小,使用木炭时由于燃烧生成的是二氧化碳,需要将生成的二氧化碳用石灰水吸收,测定空气含量时使用的药品与氧气反应时最好生活的是固体,所以本题答案为:1/5,足量,偏小,N2

木炭燃烧消耗氧气,同时生成二氧化碳,瓶内气体体积无明显减小,澄清石灰水,药品与氧气反应生成物最好是固体;
故答案为:防止熔化物溅落炸裂瓶底;吸收生成的气体,避免污染空气;1/5;足量;偏小;N2;木炭燃烧消耗氧气,同时生成二氧化碳,瓶内气体体积无明显减小,澄清石灰水变浑浊;药品与氧气反应生成物最好是固体
27.【答案】(1)隔绝氧气和加热;图1中,水中的白磷没有燃烧,图2中,水中的白磷燃烧起来
(2)检验纯度;在火焰上方罩一个干冷的烧杯,烧杯内壁出现小水珠,说明氢气燃烧生成了水
(3)使集气瓶内的氧气完全消耗;装置漏气,红磷不足,没有冷却到室温就打开弹簧夹
【考点】燃烧的条件,空气组成的测定
【解析】【分析】(1)可燃物燃烧的条件是:与氧气接触,温度达到可燃物的着火点,二者必须同时具备,缺一不可;(2)氢气燃烧生成水;根据对燃烧产物的探究,可以确定生成物的成分;(3)红磷燃烧生成五氧化二磷,该实验成功的关键是红磷足量,装置气密性良好,打开弹簧夹的时间不能过早.
【解答】解:(1)白磷的着火点是40℃,热水能使白磷的温度达到着火点;热水是用来隔绝空气,并对铜片上的白磷和红磷进行加热的;
图1中,水中的白磷温度达到了着火点,但是没有与氧气接触,没有燃烧,图2中,水中的白磷温度达到了着火点,又与氧气接触,燃烧起来,通过对比,可证明可燃物燃烧需要与氧气接触.
故填:隔绝氧气和加热;图1中,水中的白磷没有燃烧,图2中,水中的白磷燃烧起来.(2)可燃性气体不纯点燃可能会发生爆炸,所以点燃前必须检验纯度,氢气燃烧的化学方程式为:2H2+O2
2H2O;
证明氢气燃烧产物的操作、现象为:
在火焰上方罩一个干冷的烧杯,烧杯内壁出现小水珠,说明氢气燃烧生成了水;
故填:检验纯度;在火焰上方罩一个干冷的烧杯,烧杯内壁出现小水珠,说明氢气燃烧生成了水;(3)丙实验:此装置可用于测定空气中氧气的含量,实验时用过量红磷的原因是:使集气瓶内的氧气完全消耗;
装置漏气,红磷不足,没有冷却到室温就打开弹簧夹都能够导致集气瓶内进入的水量明显小于
的刻度线.
故填:使集气瓶内的氧气完全消耗;装置漏气,红磷不足,没有冷却到室温就打开弹簧夹.
三、解答题
28.【答案】(1)为使装置内氧气全部反应。
(2)氮气不支持燃烧,也不溶于水
(3)不可以;因为碳燃烧生成物为气体,压强没有明显变化,无法测定氧气的量。
【考点】空气组成的测定,实验操作注意事项的探究
【解析】【解答】测定氧气体积分数,原理为物质燃烧消耗氧气使容器内气体体积减少,大气压将水压入容器中,进入水的体积即为减少的氧气的体积,所以要求药品必须足量,以保证容器内氧气全部反应。进入一部分水而不是全部,说明剩余大部分气体,而且该气体不溶于水也不能支持燃烧。因为碳燃烧生成物为气体,不能引起压强的变化,所以不能测定出氧气体积分数。
【分析】本题考查空气中氧气体积分数测定的实验探究原理及药品的选择,用燃烧法测定空气中氧气体积分数,药品选择要注意两点:在空气中能燃烧和生成物是固体(铁不能在空气中燃烧,不能选择)。
29.【答案】(1)可能向瓶口塞入胶塞过慢由于磷燃烧放热使瓶内气体被赶出一部分
(2)白磷的着火点低,可以较容易的发生燃烧;待充分反应后.冷却到原来的状况,调整两边的高度使容器左右中的液面保持水平,记录液面刻度
【考点】空气组成的测定
【解析】【分析】了解实验数据的处理或者误差分析的方法及技巧;了解用红磷测定氧气在空气中含量的实验的注意事项。(1)根据测得的氧气体积分数大于说明从装置内出来的气体多了解答:(2)白磷的着火点低,可以较容易的发生燃烧,可以据此解答。
【解答】(1)测得的氧气体积分数大于说明从装置内出来的气体多了,即有可能向瓶口塞入胶塞过慢由于磷燃烧放热使瓶内气体被赶出一部分;
(2)①乙组同学红磷换成了白磷的优点是:白磷的着火点低,可以较容易的发生燃烧;
②待充分反应后.冷却到原来的状况,调整两边的高度使容器左右中的液面保持水平,记录液面刻度。
答案:(1)可能向瓶口塞入胶塞过慢由于磷燃烧放热使瓶内气体被赶出一部分;(2)①白磷的着火点低,可以较容易的发生燃烧;②待充分反应后.冷却到原来的状况,调整两边的高度使容器左右中的液面保持水平,记录液面刻度。
四、综合题
30.【答案】(1)10mL
(2)使注射器内的氧气充分与红磷反应;磷+氧气→五氧化二磷
(3)装置漏气或红磷的量不足或没有冷却到室温就进行测量等
【考点】空气组成的测定,实验操作注意事项的探究
【解析】【解答】注射器中理论上减少的体积为其中氧气的体积,即:50mL×1/5=10mL
为了使测得结果更准确,要求将注射器内氧气全部消耗,所以在反应过程中要交替缓慢推动两个注射器。该实验结果不够精确的原因很多种,比如装置漏气、药品量太少等。
【分析】本题考查空气中氧气体积分数测定的实验探究,现象、结论及注意事项等。
31.【答案】(1)4P+5O22P2O5;气压
(2)2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2;20.2%;铁的缓慢氧化使集气瓶中的氧气消耗更为彻底,使实验结果更准确;测量时考虑到导管容积和扣除内容物后的集气瓶容积,使实验结果更准确
【考点】空气组成的测定,书写化学方程式、文字表达式
【解析】【解答】(1)磷燃烧生成五氧化二磷,故填:4P+5O22P2O5;
(2)红磷燃烧消耗氧气,使瓶内的气压变小,水倒吸,故填:气压;
实验改进:(1)铁与氧气、水反应生成氢氧化亚铁[Fe(OH)2],故填:2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2;
(2)根据反应前后烧杯内水的体积变化可以看出,消耗的氧气的体积是:80﹣54.5=25.5mL,故氧气的体积分数为:,
故填:20.2%;
(3)使用铁的缓慢氧化消耗氧气,使氧气消耗的更为彻底,实验结果更准确,测量时考虑导管容积和扣除内容物后的集气瓶的体积,使实验结果更为准确,故填:铁的缓慢氧化使集气瓶中的氧气消耗更为彻底,使实验结果更准确;测量时考虑到导管容积和扣除内容物后的集气瓶容积,使实验结果更准确.
【分析】根据已有的空气中氧气含量的测定原理进行分析解答,磷燃烧生成五氧化二磷;气体被消耗,压强变小,故会产生水倒吸的现象;根据铁生锈的知识进行分析解答即可.
32.【答案】(1)红磷
(2)广口瓶内产生大量白烟;1/5
(3)①红磷用量不足,瓶内氧气没有完全消耗;②装置漏气,瓶外的空气进入瓶内;③打开止水夹过早,瓶内气体未冷却到室温使压强变大。
【考点】空气组成的测定
【解析】【解答】该实验原理是物持燃烧消耗瓶内氧气生成固体,使瓶内压强减少,减少的体积用水补充,进入瓶内水的体积即为反应氧气的体积。常用药品为红磷;红磷燃烧产生大量白烟;实验结果偏低的原因多种,主要有药品太少,氧气不能全部消耗;装置漏气及打开止水夹过早等。
【分析】只要理解红磷测定空气组成的实验原理、操作、现象、结论和注意事项,便能正确解答本题.
33.【答案】(1)五分之一;白磷不足量(或气密性不好、未定装置完全冷却即观察进水体积等)
(2)先向左移动,后向右移动
(3)反应始终在一个密闭的容器中进行,误差较小,现象比较明显(答案合理即可)
【考点】空气组成的测定
【解析】【分析】(1)根据空气中的氧气的含量以及实验存在误差的原因来分析;(2)根据白磷燃烧放热以及温度降低后压强减小来分析;(3)根据实验装置以及密闭系统来分析.本题主要考查实验测定空气中氧气含量的原理及对实验优缺点的分析评价,解此类问题时关键是分析清楚实验原理,了解实验过程中的注意事项.
【解答】解:(1)观察到注射器中的水进入具支试管内的水量约占试管容积的五分之一;若进水量偏小,可能的原因是白磷不足量或气密性不好、未定装置完全冷却即观察进水体积等;(2)白磷燃烧要放出热量,导致装置内气压变大,活塞向左移动,当温度降低时,装置内压强减小,活塞向右移动;(3)此设计具有以下优点:减少实验误差,节省燃料,不污染环境,便于读数.
34.【答案】(1)C
(2)一氧化碳
(3)增大与氧气的接触面积,加快缓慢氧化
【考点】空气组成的测定,金属锈蚀的条件及其防护
【解析】【分析】本题是测定空气中氧气的含量,我们常用燃烧红磷进行实验,因为红磷燃烧生成白色固体五氧化二磷,几乎不占空间,使得内外产生气压差,从而得到正确的结论。因此在选择可燃物时,必须考虑到:燃烧的条件;生成物的状态;不与空气中其他物质发生反应。保证本实验成功的关键是:①装置气密性好;②红磷要足量;③要冷却至室温再读数。
暖宝宝暖宝宝中的铁粉与水和空气中氧气发生了缓慢氧化,进而放出热量;物质缓慢氧化会放出热量,氯化钠的作用是加速铁粉氧化,更快地放出热量。本题主要考查实验测定空气中氧气含量的原理及可能造成实验失败的原因的分析,理解实验的原理是解答本题的关键,增加了学生分析问题的思维跨度,强调了学生整合知识的能力。
【解答】(1)保证实验成功的条件是:正式开始实验前,要先检查装置的气密性,防止装置漏气;燃烧匙中的红磷足量,保证氧气全部参加反应;等集气瓶冷却,打开止水夹;点燃红磷后燃烧匙插入集气瓶慢,使得塞紧瓶塞之前,瓶内部分空气受热逸出,进入的水的量应大于集气瓶体积的
,故选C。
(2)木炭在氧气中燃烧生成二氧化碳,二氧化碳气体能够被氢氧化钠溶液吸收,但木炭在氧气中也会不完全燃烧,生成一氧化碳,一氧化碳不能被氢氧化钠溶液吸收,瓶内气压变化小,导致测得的数据小于用红磷测得的数据;
(3)暖宝宝暖宝宝中的铁粉与水和空气中氧气发生了缓慢氧化,从而使瓶内的压强减小;将其涂抹在广口瓶内壁的四周,这样做的目的是增大与氧气的接触面积,加快缓慢氧化。
故答案为:(1)C;(2)一氧化碳;(3)增大与氧气的接触面积,加快缓慢氧化
五、填空题
35.【答案】3:7
【考点】空气组成的测定
【解析】【分析】本题应考虑氧气的总体积应是通入的氧气的体积加上通入的空气中含有的氧气的体积,才能表示氧气的浓度44%,本题有一定难度,需要考虑到空气中也含有氧气,氧气约占空气总体积的五分之一,氧气的总体积应是通入的氧气的体积加上通入的空气中含有的氧气的体积;然后根据氧气的体积分数约为44%,列等式进行计算.
【解答】本题学生做起来有点难度,要考虑空气中也有氧气,氧气约占空气总体积的五分之一;
设通入氧气后量筒内水的体积为x,
解得x=30mL,通入氧气后量筒体积为30mL,通入空气的体积为100mL-30mL=70mL,
则通入氧气的体积和通入空气的体积约3:7
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