中考化學(xué)經(jīng)典題型專題練習(xí)之空氣中氧氣含量測(cè)定的探究

中考化學(xué)經(jīng)典題型專題練習(xí)之空氣中氧氣含量測(cè)定的探究中考化學(xué)經(jīng)典題型專題練習(xí)之空氣中氧氣含量測(cè)定的探究中考化學(xué)經(jīng)典題型專題練習(xí)之空氣中氧氣含量測(cè)定的探究中考化學(xué)經(jīng)典題型專題練習(xí)之空氣中氧氣含量測(cè)定的探究編制僅供參考審核批準(zhǔn)生效日期地址：電話：傳真:郵編:空氣中氧氣含量測(cè)定的探究我們每時(shí)每刻都生活在空氣的“海洋”里。科學(xué)家很早就開始了對(duì)空氣的研究。圖I圖II

(1)空氣主要由________和氧氣組成，它們的體積比約為________。

(2)實(shí)驗(yàn)室中可用圖I所示的裝置粗略研究空氣的組成。反應(yīng)的文字表達(dá)式是________，

紅磷燃燒的主要現(xiàn)象為________。

(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后此同學(xué)發(fā)現(xiàn)自己測(cè)定的氧氣體積分?jǐn)?shù)偏低，你認(rèn)為造成該誤差的可能原因是：(寫出兩條即可)

①________。②________。

(4)不能用木炭代替紅磷進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)的原因是________。

(5)200年前，拉瓦錫用圖II所示的裝置研究了空氣的組成。他把少量汞放在密閉的容器中連續(xù)加熱，得到了紅色的氧化汞粉末，同時(shí)鐘罩內(nèi)的汞液面上升。該化學(xué)反應(yīng)的文字表達(dá)式是________。汞液面上升的原因是________。

(6)空氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的密度是1.29g/L，以下四種氣體中只能用排空氣法收集的是________，既能用排水法收集，又能用向下排空氣法收集的是________。氣體ABCD標(biāo)準(zhǔn)狀況下密度(g/L)1.9971.4290.7710.717在水中的溶解性可溶不易溶易溶難溶空氣中氧氣含量測(cè)定的再認(rèn)識(shí)。

【經(jīng)典賞析】教材中介紹了拉瓦錫用定量的方法研究了空氣的成分(實(shí)驗(yàn)裝置如圖1)。(1)該實(shí)驗(yàn)中選擇使用汞的優(yōu)點(diǎn)有_____。A.實(shí)驗(yàn)過程中沒有污染

B.在汞槽中起到液封的作用

C.生成的化合物加熱分解又能得到汞和氧氣

D能將密閉裝置內(nèi)空氣中的氧氣幾乎耗盡(2)【實(shí)驗(yàn)回顧】實(shí)驗(yàn)室常用紅磷燃燒的方法測(cè)定空氣中氧氣的含量(裝置如圖2)，

寫出紅磷燃燒的化學(xué)方程式________，其反應(yīng)類型為________。

興趣小組用該方法測(cè)出的氧氣含量常常遠(yuǎn)低于21%。(3)【提出問題】用紅磷燃燒的方法為什么不能準(zhǔn)確地測(cè)定空氣中氧氣的含量？

【進(jìn)行猜想】①________；

②________，裝置內(nèi)氧氣有剩余；(4)【實(shí)驗(yàn)與交流】在老師的指導(dǎo)下，小明分別用過量的紅磷(著火點(diǎn)240℃)和白磷(著火點(diǎn)40℃)進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)，用測(cè)氧氣濃度的傳感器測(cè)得反應(yīng)后裝置內(nèi)氧氣濃度分別為8.85%和3.21%。請(qǐng)從燃燒條件的角度回答產(chǎn)生上述結(jié)果的主要原因。(5)【實(shí)驗(yàn)探究1】小明根據(jù)鐵生銹的原理，探究用鐵能否準(zhǔn)確測(cè)定空氣中氧氣的含量。于是進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)(裝置如圖3)。通過7天測(cè)得的數(shù)據(jù)計(jì)算出空氣中氧氣的含量為19.13%。

【交流與反思】與用紅磷燃燒的方法相比，用鐵絲生銹的方法測(cè)定的主要優(yōu)點(diǎn)。________(填字母)。

a．裝置內(nèi)殘留的氧氣更少

b．反應(yīng)更徹底，實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確

c．鐵絲生銹比紅磷燃燒反應(yīng)更快(6)【實(shí)驗(yàn)探究2】為了加快反應(yīng)速率，小明通過查聞資料，利用鐵粉、炭粉、氯化鈉等物質(zhì)又進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)(裝置如圖4)。8分鐘后測(cè)得的數(shù)據(jù)如下表：實(shí)驗(yàn)前的體積實(shí)驗(yàn)后的體積集氣瓶內(nèi)空氣燒杯內(nèi)蒸餾水燒杯內(nèi)剩余蒸餾水131mL90.0mL63.6mL請(qǐng)計(jì)算出空氣中氧氣含量________(計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù))。(7)【結(jié)論與反思】通過上述實(shí)驗(yàn)探究，選擇________(填字母)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可較為快速地完成實(shí)驗(yàn)并減小實(shí)驗(yàn)誤差。

a．紅磷

b．白磷

c．鐵粉、炭粉、氯化鈉、蒸餾水(8)【拓展延伸】銅也能與空氣中氧氣、水、二氧化碳反應(yīng)而銹蝕，生成銅綠[銅綠主要成分為Cu2(OH)2CO3]。若將圖3裝置中的粗鐵絲換成足量的銅絲進(jìn)

行實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)判斷能否比較準(zhǔn)確地測(cè)定空氣中氧氣的含量，并說明理由。________、理由________(填字母)。

a．空氣中CO2含量只有約0.03%，銅不能將裝置內(nèi)的氧氣幾乎耗盡

b．銅絲反應(yīng)比鐵絲快

c．反應(yīng)更徹底在測(cè)定空氣中氧氣含量的實(shí)驗(yàn)中，小強(qiáng)采用了下圖所示裝置：在由注射器和具支試管組成的密閉系統(tǒng)中留有25mL空氣，給裝有銅粉的具支試管加熱，同時(shí)緩慢推拉注射器活塞，待注射器活塞穩(wěn)定后，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，具支試管上的小氣球作用是________

。

(2)寫出該實(shí)驗(yàn)中反應(yīng)的化學(xué)方程式________

。

(3)小強(qiáng)測(cè)得實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：反應(yīng)前裝置內(nèi)氣體總體積反應(yīng)后裝置內(nèi)氣體總體積25mL22mL由此數(shù)據(jù)可以推算出他測(cè)定的空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)________

21%(填“>”、“＝”、“<”)。造成該實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)誤差的原因可能是________

。(填序號(hào))①?zèng)]有推拉注射器活塞；②讀數(shù)時(shí)沒有冷卻至室溫；③加入銅絲量太少；④加入銅絲量太多。

(4)通過上面的實(shí)驗(yàn)，你學(xué)到的測(cè)量空氣中氧氣含量的方法是________

。如圖是某同學(xué)設(shè)計(jì)的測(cè)定空氣中氧氣含量的實(shí)驗(yàn)裝置。在具支試管中鋪上一層玻璃棉，用于保護(hù)反應(yīng)管；注射器提前連接好，裝入100mL水。實(shí)驗(yàn)時(shí)，將橡皮塞取下，取一定量的白磷放入具支試管底部的玻璃棉上，塞緊橡皮塞(并用拇指壓住)，在試管底部稍微加熱，白磷燃燒。

回答下列問題：

(1)待反應(yīng)結(jié)束，裝置完全冷卻后，注射器內(nèi)的水進(jìn)入具支試管的體積約為試管容積的________

。若進(jìn)水量偏小，可能的原因是________

。

(2)整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，活塞的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)開_______

。

(3)你認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是________。

為了探究某脫氧劑的成分(由兩種單質(zhì)組成)及利用該脫氧劑測(cè)定空氣中氧氣含量，興趣小組進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：

Ⅰ探究脫氧劑成分(1)【實(shí)驗(yàn)觀察】脫氧劑為灰黑色粉末，若在空氣中放置一段時(shí)間，有紅棕色固體生成?！緦?shí)驗(yàn)猜想】根據(jù)顏色變化，猜想該脫氧劑中含有________(填化學(xué)式)。(2)【驗(yàn)證猜想】方法為：________?！緦?shí)驗(yàn)探究】新取一定量的脫氧劑，將已驗(yàn)證的成分分離。取剩余固體與少量CuO混合，置于圖1所示裝置中加熱。一會(huì)兒觀察到黑色固體變紅色，同時(shí)澄清石灰水變渾濁。(3)【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】該脫氧劑中還含有________(填化學(xué)式)。寫出澄清石灰水變渾濁的化學(xué)方程式：________。

測(cè)定空氣中氧氣含量

使用圖2裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先進(jìn)行的操作是________。(4)【實(shí)驗(yàn)過程】

步驟1：在注射器中放入足量脫氧劑粉末(體積為2mL)，封閉。

步驟2：打開彈簧夾，將活塞向右拉至一定距離，關(guān)閉彈簧夾。

步驟3：不斷輕輕晃動(dòng)注射器，至活塞位置不再發(fā)生變化。

【數(shù)據(jù)處理】

①實(shí)驗(yàn)中需要記錄的數(shù)據(jù)是________。

②上述實(shí)驗(yàn)測(cè)定過程至少需要重復(fù)兩次，其目的是________。計(jì)算得氧氣約占空氣體積的_____。(5)【實(shí)驗(yàn)對(duì)比】

實(shí)驗(yàn)室常通過燃燒紅磷法測(cè)定空氣中氧氣的含量(裝置如圖3)。步驟如下：

①用彈簧夾夾緊橡皮管；

②點(diǎn)燃燃燒匙內(nèi)的紅磷，立即伸入瓶中并塞緊瓶塞。

③________。

④觀察并記錄水面的變化情況。

多次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，集氣瓶內(nèi)上升的水面始終小于瓶內(nèi)原有空氣體積的。(6)【拓展研究】查閱資料得知，當(dāng)空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)降至約為7%以下時(shí)，紅磷不再燃燒。由此可知，燃燒紅磷法測(cè)定結(jié)果不夠準(zhǔn)確的原因的是________?！緦?shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)】與燃燒紅磷法相比，脫氧劑法測(cè)定空氣中氧氣含量的優(yōu)點(diǎn)是________。注射器是一種普通的醫(yī)療器械，但它在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中發(fā)揮著越來越大的作用。某化學(xué)興趣小組為了測(cè)定空氣中氧氣的含量，進(jìn)行了如下探究活動(dòng)：[查閱資料]白磷的溫度達(dá)到40℃就可以在空氣中燃燒，而紅磷的要達(dá)到240℃才可以在空氣中燃燒，兩種物質(zhì)的燃燒產(chǎn)物五氧化二磷是固體，會(huì)刺激人體呼吸道，能與空氣中的水蒸氣反應(yīng)，生成有毒的偏磷酸

[設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)]設(shè)計(jì)了如圖的裝置進(jìn)行探究活動(dòng)。

[步驟與現(xiàn)象]

①測(cè)量試管的容積為50mL；

②檢查裝置的氣密性良好；

③裝藥品，將注射器活塞調(diào)整到合適位置，連接好儀器；

④用彈簧夾夾緊膠皮管，加熱粗銅絲，觀察現(xiàn)象；

⑤燃燒結(jié)束，試管冷卻到室溫后打開彈簧夾，觀察注射器活塞的移動(dòng)情況。

[反思與交流(1)實(shí)驗(yàn)中利用了銅絲的________性。(2)興趣小組同學(xué)測(cè)量試管容積的方法可能是________。(3)步驟③中注射器活塞至少應(yīng)調(diào)到________

mL處(填整數(shù))。(4)白磷在空氣中燃燒的表達(dá)式________，步驟④中觀察到的顏色變化是：紅色變________色；(5)小華同學(xué)認(rèn)為步驟⑤在保證活塞自由移動(dòng)的前提下，觀察活塞位置時(shí)，最好將試管和注射器整體橫放，小華同學(xué)的理由是________。

參考答案(1)氮?dú)猓?：1；(2)磷+氧氣五氧化二磷；劇烈燃燒，放出大量熱，產(chǎn)生大量白煙；(3)裝置未冷卻就打開止水夾(或塞子沒塞緊、裝置漏氣)；紅磷量不足

；(4)木炭與氧氣反應(yīng)生成的二氧化碳為氣體，不會(huì)造成壓力差而紅磷與氧氣反應(yīng)生成的產(chǎn)物是固體，會(huì)造成壓力差

；(5)汞+氧氣氧化汞；氧氣與汞發(fā)生反應(yīng)導(dǎo)致鐘罩內(nèi)氣壓降低；(6)AC；D

解析：(1)空氣主要由氮?dú)夂脱鯕饨M成，它們的體積比約為4：1。

(2)實(shí)驗(yàn)室中用圖I所示的裝置粗略研究空氣的組成。反應(yīng)的文字表達(dá)式是磷+氧氣五氧化二磷，

紅磷燃燒的主要現(xiàn)象為劇烈燃燒，放出大量熱，產(chǎn)生大量白煙。

(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后發(fā)現(xiàn)自己測(cè)定的氧氣體積分?jǐn)?shù)偏低，造成該誤差的可能原因是(寫出兩條即可)：①紅磷量不足

②裝置未冷卻就打開止水夾(或塞子沒塞緊、裝置漏氣)。(4)不能用木炭代替紅磷進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)的原因是紅磷與氧氣反應(yīng)生成的產(chǎn)物是固體，會(huì)造成壓力差；木炭與氧氣反應(yīng)生成的二氧化碳為氣體，不會(huì)造成壓力差。

(5)200年前，拉瓦錫用圖II所示的裝置研究了空氣的組成。他把少量汞放在密閉的容器中連續(xù)加熱，得到了紅色的氧化汞粉末，同時(shí)鐘罩內(nèi)的汞液面上升。該化學(xué)反應(yīng)的文字表達(dá)式是：汞+氧氣氧化汞。汞液面上升的原因是氧氣與汞發(fā)生反應(yīng)導(dǎo)致鐘罩內(nèi)氣壓降低。(6)易溶于水的氣體只能用排空氣法收集，AC氣體都能溶于水，只能用排空氣法收集；D氣體難溶于水，密度小于空氣，既能用排水法收集，又能用向下排空氣法收集。【經(jīng)典賞析】BCD；【實(shí)驗(yàn)回顧】4P+5O22P2O5；化合反應(yīng)；【進(jìn)行猜想】實(shí)驗(yàn)中裝置漏氣紅磷不足；【實(shí)驗(yàn)與交流】白磷的著火點(diǎn)比紅磷的著火點(diǎn)低；【交流與反思】ab；【實(shí)驗(yàn)探究2】20.2%；【結(jié)論與反思】bc；【拓展延伸】不能；a。

解析：【經(jīng)典賞析】教材中介紹了拉瓦錫用定量的方法研究了空氣的成分(實(shí)驗(yàn)裝置如圖1)。該實(shí)驗(yàn)中選擇使用汞的優(yōu)點(diǎn)有在汞槽中起到液封作用；生成的化合物加熱分解又能得到汞和氧氣；能將密閉裝置內(nèi)空氣中的氧氣集合耗盡，故選BCD；【實(shí)驗(yàn)回顧】磷和氧氣在點(diǎn)燃的條件下生成五氧化二磷，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4P+5O22P2O5；其反應(yīng)類型為：化合反應(yīng)；【進(jìn)行猜想】實(shí)驗(yàn)中裝置漏氣；所取的紅磷不足(或?qū)嶒?yàn)前沒有夾彈簧夾、實(shí)驗(yàn)裝置可能未冷卻就打開彈簧夾等)；【實(shí)驗(yàn)與交流】小明分別用過量的紅磷和白磷進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)，用測(cè)氧氣濃度的傳感器測(cè)得反應(yīng)后裝置內(nèi)氧氣濃度分別為8.85%和3.21%，請(qǐng)從燃燒條件的角度回答產(chǎn)生上述結(jié)果的主要原因白磷的著火點(diǎn)比紅磷的著火點(diǎn)低；【交流與反思】鐵絲在水、氧氣的條件下很容易生銹，與用紅磷燃燒的方法相比，用鐵絲生銹的方法測(cè)定的主要優(yōu)點(diǎn)及原因：裝置內(nèi)殘留的氧氣更少，實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確；【實(shí)驗(yàn)探究2】燒杯內(nèi)蒸餾水減少的體積為氧氣的體積=90mL﹣63.6mL=26.4mL空氣中氧氣含量=≈20.2%。緩沖壓力或防止活塞沖出或防止試管炸裂或防止橡皮塞沖出；2Cu+O22CuO；<；①②③；利用化學(xué)反應(yīng)，在不引入新的氣體雜質(zhì)的前提下，將氧氣轉(zhuǎn)化為固體，從而達(dá)到測(cè)定空氣中氧氣含量的目的

解析：(1)裝置加熱后，內(nèi)部空氣壓強(qiáng)加大，在具支試管上的小氣球，其作用是為緩沖壓力或防止活塞沖出或防止試管炸裂或防止橡皮塞沖出；(2)銅與氧氣共熱，化學(xué)方程式為：2Cu+O22CuO；(3)反應(yīng)前裝置內(nèi)氣體總體積25mL，反應(yīng)后裝置內(nèi)氣體總體積22mL，則反應(yīng)掉氧氣體積分?jǐn)?shù)為：[(25-22)/25]×100%=12%<21%，原因可能是①?zèng)]有推拉注射器活塞；②讀數(shù)時(shí)沒有冷卻至室溫；③加入銅絲量太少；(4)利用化學(xué)反應(yīng)，在不引入新的氣體雜質(zhì)的前提下，將氧氣轉(zhuǎn)化為固體物質(zhì)，從而達(dá)到測(cè)定空氣中氧氣含量的目的。(1)五分之一；白磷不足量(或氣密性不好、未定裝置完全冷卻即觀察進(jìn)水體積等)；(2)先向左移動(dòng)，后向右移動(dòng)；(3)反應(yīng)始終在一個(gè)密閉的容器中進(jìn)行，誤差較小，現(xiàn)象比較明顯(答案合理即可)。

解析：(1)觀察到注射器中的水進(jìn)入具支試管內(nèi)的水量約占試管容積的五分之一；若進(jìn)水量偏小，可能的原因是白磷不足量或氣密性不好、未等裝置完全冷卻即觀察進(jìn)水體積等；(2)白磷燃燒要放出熱量，導(dǎo)致裝置內(nèi)氣壓變大，活塞向左移動(dòng)，當(dāng)溫度降低時(shí)，裝置內(nèi)壓強(qiáng)減小，活塞向右移動(dòng)；(3)此設(shè)計(jì)具有以下優(yōu)點(diǎn)：減少實(shí)驗(yàn)誤差，節(jié)省燃料，不污染環(huán)境，便于讀數(shù)。(1)Fe

(2)用磁鐵吸引或加入鹽酸有氣泡

(3)C；Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O；檢查裝置的氣密性

(4)注射器原來的空氣的體積、反應(yīng)后注射器活塞進(jìn)入后顯示剩余氣體的體積；使測(cè)量的結(jié)果更準(zhǔn)確

(5)燃燒結(jié)束，冷卻至室溫

(6)氧氣含量太少時(shí)，可燃物無法燃燒；不受氧氣含量多少的影響，使結(jié)果更準(zhǔn)確

解析：(1)通過實(shí)驗(yàn)分析可知：根據(jù)顏色變化，猜想該脫氧劑中含有Fe，因?yàn)槿粼诳諝庵蟹胖靡欢螘r(shí)間，有紅棕色固體生成；(2)鐵粉的檢驗(yàn)方法是：用磁鐵吸引或加入鹽酸有氣泡；(3)新取一定量的脫氧劑，將已驗(yàn)證的成分分離。取剩余固體與少量CuO混合，置于圖1所示裝置中加熱；一會(huì)兒觀察到黑色固體變紅色，同時(shí)澄清石灰水變渾濁，說明還有碳，二氧化碳與氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣白色沉淀和水；故答案為：Fe；用磁鐵吸引或加入鹽酸有氣泡；C；Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O；(4)【數(shù)據(jù)處理】使用圖2裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先進(jìn)行的操作是：檢查裝置的氣密性；實(shí)驗(yàn)中需要記錄的數(shù)據(jù)是：注射器原來的空氣的體積、反應(yīng)后注射器活塞進(jìn)入后顯示剩余氣體的體積