測定空氣成分的實(shí)驗(yàn)專題

1、 測定空氣成分的實(shí)驗(yàn)專題 一、知識點(diǎn) 二百多年前，法國化學(xué)家拉瓦錫通過實(shí)驗(yàn)，得出了空氣由氧氣和氮?dú)饨M成，其中氧氣約占空氣總體積的1/5的結(jié)論。測定空氣中氧氣含量的實(shí)驗(yàn)【實(shí)驗(yàn)原理】紅磷在空氣中燃燒消耗氧氣生成五氧【實(shí)驗(yàn)裝置】如右圖所示。彈簧夾關(guān)閉。集氣瓶內(nèi)加入少量水，并做上記號?！緦?shí)驗(yàn)步驟】 連接裝置，并檢查裝置的氣密性。 點(diǎn)燃燃燒匙內(nèi)的紅磷，立即伸入集氣瓶中，并塞緊塞子。 待紅磷熄滅并冷卻后，打開彈簧夾?！緦?shí)驗(yàn)現(xiàn)象】 紅磷燃燒，產(chǎn)生大量白煙； 放熱； 冷卻后打開彈簧夾，水沿著導(dǎo)管進(jìn)入集氣瓶中，進(jìn)入集氣瓶內(nèi)水的體積約占集氣瓶空氣總體積的1/5?！緦?shí)驗(yàn)結(jié)論】 紅磷燃燒消耗空氣中的氧氣，生成五氧化二

2、磷固體； 空氣中氧氣的體積約占空氣總體積的1/5?！咀⒁馐马?xiàng)】1. 紅磷必須過量。如果紅磷的量不足，集氣瓶內(nèi)的氧氣沒有被完全消耗，測量結(jié)果會偏小。2. 裝置氣密性要好。如果裝置的氣密性不好，集氣瓶外的空氣進(jìn)入集氣瓶，測量結(jié)果會偏小。3. 導(dǎo)管中要注滿水。否則當(dāng)紅磷燃燒并冷卻后，進(jìn)入的水會有一部分殘留在試管中，導(dǎo)致測量結(jié)果偏小。4. 冷卻后再打開彈簧夾，否則測量結(jié)果偏小。5. 如果彈簧夾未夾緊，或者塞塞子的動作太慢，測量結(jié)果會偏大。6. 在集氣瓶底加水的目的：吸收有毒的五氧化二磷。7. 不要用木炭或硫代替紅磷！原因：木炭和硫燃燒盡管消耗氣體，但是產(chǎn)生了新的氣體，氣體體積不變，容器內(nèi)壓強(qiáng)幾乎不變，

3、水面不會有變化。8. 如果預(yù)先在集氣瓶內(nèi)放入氫氧化鈉溶液，就可以用木炭或硫代替紅磷進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。9. 不要用鎂代替紅磷！原因：鎂在空氣中燃燒時(shí)能與氮?dú)夂投趸及l(fā)生反應(yīng)，這樣不僅消耗氧氣，還消耗了氮?dú)夂投趸迹箿y量結(jié)果偏大。 練習(xí)：1.用燃燒法除去密閉容器中空氣成分里的氧氣，應(yīng)選擇下列物質(zhì)中的 A細(xì)鐵絲B紅磷C硫粉D木炭2.如圖所示裝置可用于測定空氣中氧氣的含量，實(shí)驗(yàn)前在集氣瓶內(nèi)加入少量水，并做上記號。下列說法不正確的是（ ）A實(shí)驗(yàn)時(shí)紅磷一定要過量 B點(diǎn)燃紅磷前先用彈簧夾夾緊乳膠管C紅磷熄滅后立刻打開彈簧夾D最終進(jìn)入瓶中水的體積約為氧氣的體積3.小明用右圖裝置來測定空氣中氧氣的含量，對該實(shí)驗(yàn)認(rèn)

4、識正確的是（ ）A使用紅磷的量多或少，都不會影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果B燃燒足夠的紅磷可使進(jìn)入容器的水占容器的4/5C紅磷燃燒消耗空氣中的氧氣，使容器內(nèi)壓強(qiáng)下降，水面上升D紅磷一燃燒完，就要立即觀察，并記錄水進(jìn)入容器的刻度4.拉瓦錫通過實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論是氧氣約占空氣總體積的1/5，而我們在實(shí)驗(yàn)中為什么氣體減少的體積小于1/5？下列分析的原因正確的是(只有一個(gè)正確答案)（ ）A有殘余氧氣 B未完全冷卻就打開止水夾C生成物溶于水 D空氣中的某種成分溶于水5.如下圖所示，有三種不同的實(shí)驗(yàn)裝置，集氣瓶中均充滿空氣，燃燒匙內(nèi)所盛有的物質(zhì)(裝置一中物質(zhì)為紅磷：裝置二中物質(zhì)為木炭；裝置三中分別裝有紅磷和木炭)均為過量，大燒

5、杯內(nèi)盛有水當(dāng)充分燃燒后，冷卻至室溫，打開彈簧夾：紅磷木炭紅磷木炭 裝置一 裝置二 裝置三打開止水夾，請依次描述打開止水夾后三種裝置所出現(xiàn)的現(xiàn)象及其原因： （1）裝置一中所出現(xiàn)的現(xiàn)象為_ _，原因是_ _ _；（2）裝置二中所出現(xiàn)的現(xiàn)象為_ ，原因是_ _；（3）裝置三中所出現(xiàn)的現(xiàn)象為_ _。6. 紅磷能空氣中燃燒，生成的白色固體五氧化二磷能溶于水。測定空氣中氧氣的含量，用右圖所示的裝置來完成。（1）下列步驟的先后排列順序正確的是( )先用彈簧夾夾緊橡皮管 用燃燒著的火柴檢驗(yàn)瓶內(nèi)剩余氣體，火柴熄滅，說明主要是氮?dú)?點(diǎn)燃燃燒匙內(nèi)的足量的紅磷，立即伸人瓶內(nèi)，并把塞子塞緊 冷卻到室溫 打開彈簧夾，水壓

6、入集氣瓶中，并接近集氣瓶中原空氣體積的15 先在集氣瓶內(nèi)加入少量水 檢查裝置的氣密性A B C D(2)實(shí)驗(yàn)中觀察到紅磷燃燒時(shí)，產(chǎn)生_。待冷卻后，打開彈簧夾，觀察到_由此得出結(jié)論：_。該反應(yīng)的文字表達(dá)式是_，屬于_反應(yīng)。（3）有關(guān)實(shí)驗(yàn)的說法，不正確的是（ ）A、紅磷的量不足會地影響實(shí)驗(yàn)結(jié)論 B、裝置不漏氣是實(shí)驗(yàn)成功的重要原因C、將紅磷改為木炭也能得到正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論 D、瓶內(nèi)壓強(qiáng)的減少會導(dǎo)致水7.為測定空氣中氧氣的含量，小華同學(xué)打算設(shè)計(jì)如下方案：選用實(shí)際容積為4OmL的試管作反應(yīng)容器，將過量的白磷放入試管，用橡皮塞塞緊試管，通過導(dǎo)管與實(shí)際容積為60mL且潤滑性很好的針筒注射器組成如下圖的實(shí)驗(yàn)裝置

7、。假設(shè)此實(shí)驗(yàn)?zāi)軌虬凑招∪A的設(shè)想正常進(jìn)行，且白磷所占體積與導(dǎo)管內(nèi)的氣體體積忽略不計(jì)，請回答下列問題：（1）實(shí)驗(yàn)前，打開彈簧夾，將注射器活塞前沿從20mL 刻度處推至15mL刻度處，然后松開手，若活塞仍能返回至20mL刻度處，則說明_；（2）若先夾緊彈簧夾，用酒精燈加熱白磷，燃燒結(jié)束，等到試管冷卻后再松開彈簧夾。可觀察到的現(xiàn)象為_；（3）若不使用彈簧夾，用酒精燈加熱白磷，充分反應(yīng)直至燃燒結(jié)束,試管冷卻?？捎^察到的現(xiàn)象為_；（4）若按小華的設(shè)想進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)際可能遇到諸多問題而發(fā)生危險(xiǎn)，造成實(shí)驗(yàn)失敗。例如：_。8.在測定空氣中氧氣含量的實(shí)驗(yàn)中，小強(qiáng)采 用了上圖所示裝置：在由兩個(gè)注射器組成的密閉系統(tǒng)中留

8、有25mL空氣，給裝有細(xì)銅絲的玻璃管加熱，同時(shí)緩慢推動兩個(gè)注射器活塞，至玻璃管內(nèi)的銅絲在較長時(shí)間內(nèi)無進(jìn)一步變化時(shí)停止加熱，待冷卻至室溫，將氣體全部推至一個(gè)注射器內(nèi)，觀察密閉系統(tǒng)內(nèi)空氣體積變化。（1）在實(shí)驗(yàn)加熱過程中，交替緩慢推動兩個(gè)注射器活塞的目的是 。（2）寫出該實(shí)驗(yàn)中反應(yīng)的化學(xué)方程式 。（3）小強(qiáng)測得實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：反應(yīng)前注射器內(nèi)氣體總體積反應(yīng)后注射器內(nèi)氣體總體積25mL22mL由此數(shù)據(jù)可以推算出他測定的空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù) 2l(填“”、“”、 “”)。造成該實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)誤差的原因可能是 。(填序號)沒有交替緩緩?fù)苿觾蓚€(gè)注射器活塞；讀數(shù)時(shí)沒有冷卻至室溫；加入銅絲量太少；加入銅絲量太多（4）通過

9、上面的實(shí)驗(yàn)，你學(xué)到的測量混合物中某成分含量的方法是 10：把足量的紅磷和硫粉分別放在等體積的A、B兩個(gè)盛滿空氣的集氣瓶（氣密性良好）中燃燒。如圖所示，燒杯中盛放的是水，燃燒前夾緊止水夾。燃燒完畢冷卻后，打開止水夾，燒杯中的水會很快進(jìn)入 瓶，此現(xiàn)象產(chǎn)生的原因是 ，進(jìn)入水的體積約 （填“等于”、“大于”或“小于”）集氣瓶容積的是 。11：把足量的紅磷和硫粉分別放在等體積的A、B兩個(gè)盛滿空氣的集氣瓶（氣密性良好）中燃燒。如圖所示，燒杯中盛放的是水，燃燒前夾緊止水夾。燃燒完畢冷卻后，打開止水夾，燒杯中的水會進(jìn)入 瓶，此現(xiàn)象產(chǎn)生的原因是 。進(jìn)入瓶中水的體積會 （填“大于”、“小于”或“等于”）集氣瓶容積

10、的 。12：某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)如圖所示的設(shè)置，探究空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)，其中A是底面積為50cm2,高20cm的圓柱形玻璃容器（帶密封蓋）上面標(biāo)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、檢查裝置氣密性；b、加入水并調(diào)整B的高度，:使A的液面至刻度15cm處；c、將過量的銅粉平鋪在惰性電熱板上，蓋緊封蓋；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中液面保持水平。記錄液面的刻度。（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，檢查裝置氣密性的方法是： 。（2） 、在上述實(shí)驗(yàn)中，下列物質(zhì)不能代替銅粉的是：

11、（ ）。 A、紅磷 B、碳粉 C、鐵粉（3） 、在操作d結(jié)束時(shí)，裝置A中液面的刻度約為 cm，如果在操作d結(jié)束時(shí)，裝置A中液面的刻度在11cm處，則實(shí)驗(yàn)結(jié)束比理論值 （大或?。＃?） 、該小組中由同學(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)，只要求將水換成一種溶液，則該溶液具有 性質(zhì)，其原因是： 。13：某校研究性學(xué)習(xí)小組用右下圖裝置進(jìn)行鎂條在空氣中燃燒的實(shí)驗(yàn)，燃燒、冷卻后打開止水夾，進(jìn)入集氣瓶中水的體積約占集氣瓶體積的70%。(1)右圖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 %。

12、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)?。【發(fā)現(xiàn)問題】氮?dú)馐窃鯓訙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)固體。氮化鎂中氮元素的化合價(jià)為 。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)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(diǎn)即可)。14.小麗通過閱讀說明書了解到家用制氧機(jī)的工作原理如下：加壓時(shí)，裝填在制氧機(jī)內(nèi)部的分子篩吸附空氣中的氮?dú)?，制取高濃度氧氣。減壓時(shí)，分子篩將所吸附的氮?dú)馀欧?。整個(gè)過程中，分子篩并不消耗。小麗用這臺家用制氧機(jī)制取

13、并收集了一袋氣體，帶到實(shí)驗(yàn)室對其進(jìn)行研究。實(shí)驗(yàn)I：小麗欲通過以下實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證所收集的氣體是否為純凈的氧氣。 【實(shí)驗(yàn)記錄】實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象化學(xué)方程式取一只250 mL的集氣瓶，用排水法收集一瓶所帶氣體，然后把一小塊燃著的木炭插入集氣瓶中木炭燃燒得更旺化學(xué)方程式I表中，化學(xué)方程式I是 。【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】收集的氣體是純凈的氧氣。【實(shí)驗(yàn)反思】老師指出上述實(shí)驗(yàn)并不能證明小麗所帶來的氣體一定是純凈的氧氣。該實(shí)驗(yàn)不能證明所收集氣體為純凈氧氣的原因是 。實(shí)驗(yàn)II：測定小麗所帶氣體中氧氣的含量。（250 mL 集氣瓶）同學(xué)們在老師的指導(dǎo)下設(shè)計(jì)了如右圖所示裝置，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并重復(fù)多次?！緦?shí)驗(yàn)記錄 】實(shí)驗(yàn)操作主要實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論及解釋檢查裝置的氣密性裝置的氣密性良好加入藥品，將裝置連接固定打開止水夾a和b，向A中緩慢鼓入一定量氣體后關(guān)閉止水夾a和bA中水進(jìn)入到B中，B中水的體積為200 mL。收集200 mL氣體（由壓強(qiáng)差引起的誤差忽略不計(jì)）用凸透鏡聚光引燃白磷燃燒，產(chǎn)生大量白煙待白磷熄滅