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專題02測定空氣中氧氣的含量(1)原理:利用紅磷燃燒消耗密閉容器的氧氣,生成五氧化二磷固體,使密閉容器內(nèi)壓強減小,大氣壓將水壓向容器,進入容器水的體積為消耗氧氣的體積。(2)反應(yīng)的文字表達式:磷+氧氣點燃五氧化二磷。符號表達式:P+O2點燃P2O5(3)裝置(4)步驟:連接裝置,檢查裝置氣密性;把集氣瓶的容積分成5等份,做好記號;用止水夾夾緊膠管;在燃燒匙內(nèi)放入過量(或足量)的紅磷;點燃燃燒匙中的紅磷,立即伸入集氣瓶中,把塞子塞緊;待紅磷熄滅并冷卻后,打開止水夾。(5)實驗現(xiàn)象:紅磷燃燒發(fā)出黃白色火焰,放熱,產(chǎn)生大量白煙;水沿導(dǎo)管進入集氣瓶內(nèi)約占集氣瓶容積的1/5。(6)結(jié)論:空氣中的氧氣約占空氣總體積的1/5。(7)問題分析①進入的水小于容積的1/5,可能原因是什么?紅磷的量不足,氧氣沒有消耗完;裝置漏氣,使裝置外的空氣進入集氣瓶中;未冷卻到室溫就打開止水夾,使進入集氣瓶中的水的體積偏?。粚?dǎo)管中還殘留有一些水;②進入的水大于容積的1/5,可能原因是什么?燃燒匙伸入集氣瓶過慢,使裝置內(nèi)的氣體受熱逸出,導(dǎo)致進入集氣瓶中的水的體積偏大止水夾沒有夾緊橡皮管,紅磷燃燒時集氣瓶內(nèi)氣體因受熱沿著導(dǎo)管逸出(8)藥品選擇:物質(zhì)在空氣中只與氧氣反應(yīng),生成物為固體或液體(占的體積忽略不計)。①能否用木炭、硫等物質(zhì)代替磷?答:不能,木炭或硫燃燒會產(chǎn)生氣體,造成瓶內(nèi)氣體壓強無明顯變化)。②能否用鐵絲代替磷?答:不能,鐵絲在空氣中不燃燒。③能否用金屬鎂代替磷?答:不能,金屬鎂能夠與氧氣、氮氣、二氧化碳都發(fā)生燃燒。1.測定空氣中氧氣含量的實驗裝置如圖所示:下列有關(guān)說法正確的是()A.燃燒匙中的紅磷可以換成硫或木炭B.選用紅磷是因為反應(yīng)只消耗O2,生成固態(tài)的P2O5C.裝置內(nèi)水位不會發(fā)生變化D.本實驗可以證明空氣含有N2、O2、CO2和稀有氣體2.(河南平頂山市2021~2022上期末)用如圖裝置測定空氣中氧氣的含量。(1)寫出集氣瓶中發(fā)生反應(yīng)化學(xué)方程式_________________________。(2)瓶中液面先__________后__________(填“上升”或“下降”)。(3)將上圖中紅磷換為木炭,該方案不可行的原因是_____________________________。1.(湖北省大冶市20212022學(xué)年上期末)下列實驗裝置中不能用來測定空氣中氧氣含量的是()A.B.C.D.2.(北京市通州區(qū)20212022上期末)用如圖裝置可驗證空氣中O2的含量。下列現(xiàn)象能表明O2含量的是()A.紅磷燃燒產(chǎn)生大量白煙 B.紅磷燃燒一段時間后熄滅C.U形管左側(cè)水面先下降,后上升 D.U形管左側(cè)水面最終上升至1處3.(廣東茂名市高州市第一中學(xué)附屬實驗中學(xué)20212022上期末)“暖寶寶貼”(主要成分為鐵粉)發(fā)熱的原理是鐵粉和氧氣、水發(fā)生反應(yīng)放熱。用“暖寶寶貼”測定空氣中氧氣的含量,廣口瓶容積為270mL實驗裝置如圖所示。實驗后量筒中水的體積讀數(shù)為45mL(實驗前量筒中水的體積為100mL)。下列敘述不正確的是()A.鐵的銹蝕屬于緩慢氧化過程B.若測得空氣中氧氣含量偏低,可能是鐵粉不足C.必須等溫度恢復(fù)至室溫后,才能記錄量筒內(nèi)剩余水的體積D.本次實驗測得空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)約為16.7%4.(北京昌平區(qū)2021—2022學(xué)年第一學(xué)期期末質(zhì)量監(jiān)控)用如圖裝置測定空氣中氧氣含量。(1)紅磷燃燒的化學(xué)方程式是________________________。(2)能證明空氣中氧氣含量的現(xiàn)象是____________________________________。5.(2021東營市中考二模)氧氣是一種非常重要化學(xué)物質(zhì),請回憶初中化學(xué)知識,根據(jù)所學(xué)知識填寫下列內(nèi)容。(一)氧氣的測定:實驗室常用圖1裝置測定空氣中氧氣的含量。某化學(xué)興趣小組在實驗室測定空氣中氧氣的含量,由注射器和硬質(zhì)玻璃管組成的密閉系統(tǒng),其中注射器中存有15mL空氣,玻璃管的容積是40mL。(1)為了保證氧氣全部反應(yīng),加入的銅粉應(yīng)該__________________。氣球的作用是__________________。(2)實驗中你所看到的硬質(zhì)玻璃管內(nèi)的現(xiàn)象是________________________________。發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________。(3)瑞典化學(xué)家舍勒曾用圖2裝置對空氣中的氧氣含量進行測定:將磷放在密閉鐘罩內(nèi)的水面上方燃燒(如圖2所示),產(chǎn)生_________________________現(xiàn)象,成分為___________,一段時間后觀察到鐘罩內(nèi)水面大約上升___________。(二)制取氧氣(4)儀器a的名稱是___________。(5)選擇過氧化氫溶液制取氧氣,反應(yīng)的方程式是__________________。若選擇C裝置作為發(fā)生裝置,優(yōu)點是_________________________,若需制取一瓶氧氣做鐵絲燃燒的實驗,收集裝置最好選擇___________。(6)混制“富氧空氣”用純氮氣及上述實驗制取的氧氣,混制一瓶(集氣瓶容積為250mL)氧氣體積分?jǐn)?shù)為40%的“富氧空氣”,可使用H裝置,先在上圖H裝置中裝滿水,再從導(dǎo)管___________(填“b”或“c”)通入氮氣,排出________mL水,后再通入氧氣排出80mL水。6.(北京市海淀區(qū)20212022第一學(xué)期期末學(xué)業(yè)水平調(diào)研)實驗小組對密閉集氣瓶內(nèi)蠟燭燃燒時間的影響因素進行探究,裝置如圖。【進行實驗】實驗1:6個集氣瓶中盛有不同配比的氧氣、氮氣的混合氣體,分別用6支相同的蠟燭點然后測定其燃燒時間。氧氣體積分?jǐn)?shù)10%20%40%60%80%100%燃燒時間/s01226353025現(xiàn)象立即熄滅安靜燃燒劇烈燃燒,燭芯長度變大,蠟燭高度變小同學(xué)們對比氧氣體積分?jǐn)?shù)60%~100%的現(xiàn)象,發(fā)現(xiàn)氧氣體積分?jǐn)?shù)越大蠟燭燃燒越劇烈,燭芯長度變大和蠟燭高度變小越顯著。猜測燭芯長度或蠟燭高度可能會影響燃燒時間,繼續(xù)進行實驗。實驗21:將集氣瓶中充滿空氣,測定相同蠟燭高度、不同燭芯長度的蠟燭在集氣瓶中燃燒的時間。燭芯長度/cm燃燒時間/s1613118實驗22:將集氣瓶中充滿空氣,測定______的蠟燭在集氣瓶中的燃燒時間。蠟燭高度/cm1357燃燒時間/s171098【分析與結(jié)論】(1)實驗1的目的是探究______對蠟燭在集氣瓶中燃燒時間的影響。(2)實驗21的結(jié)論是____________________________________。(3)補全實驗22的操作____________________________________?!痉此寂c評價】(4)甲同學(xué)認(rèn)為實驗2蠟燭熄滅的原因是氧氣完全消耗。乙同學(xué)依據(jù)實驗1判斷甲同學(xué)的說法不嚴(yán)謹(jǐn),支持乙同學(xué)判斷的證據(jù)是______。(5)實驗1中,氧氣體積分?jǐn)?shù)大于60%之后,氧氣體積分?jǐn)?shù)增大,蠟燭燃燒時間變短。結(jié)合實驗2分析其原因是______。7.(廣東省揭陽市普寧市20212022上期末)化學(xué)興趣小組對課本實驗“測定空氣里氧氣的含量”,實驗完畢后集氣瓶中是否還含有氧氣產(chǎn)生質(zhì)疑,于是同學(xué)們設(shè)計了如圖1裝置來探究磷在空氣中燃燒后氧氣濃度變化情況。【提出問題】足量紅磷在密閉的四頸平底瓶內(nèi)燃燒熄滅后,容器中是否有氧氣剩余?【作出猜想】猜想①:氧氣沒有剩余;猜想②:氧氣有剩余?!緦嶒炋骄俊吭撔〗M同學(xué)按圖1組裝好實驗裝置。步驟1:利用高能激光筆照射燃燒匙上的紅磷,紅磷燃燒直至熄滅;步驟2:待裝置完全冷卻后,將裝有白磷的燃燒匙提出水面,再次用高能激光筆照射,白磷居然也被點燃。(1)紅磷燃燒的化學(xué)方程式,基本反應(yīng)類型。(2)興趣小組通過實驗分析思考,得出了“不同物質(zhì)燃燒,需要的氧氣濃度不一樣”的結(jié)論由此聯(lián)想到課本實驗:(填物質(zhì)名稱)在空氣中不能燃燒,但在氧氣中劇烈燃燒、火星四射。(3)圖2是該小組同學(xué)從開始實驗到最后裝置冷卻后的整個實驗過程中,用傳感器測量容器內(nèi)氧氣濃度變化的曲線圖;在圖2中(填“A、B、C、D、E”)點時紅磷燃燒熄滅;白磷開始燃燒至燃燒結(jié)束對應(yīng)的曲線為段(用圖2中字母表示)?!緦嶒灲Y(jié)論】(4)根據(jù)上述實驗現(xiàn)象及數(shù)據(jù)分析,得出結(jié)論如下:猜想正確?!就卣寡由臁浚?)紅磷燃燒產(chǎn)物P2O5與瓶底的熱水發(fā)生反應(yīng),生成磷酸(H3PO4),其反應(yīng)的化學(xué)方程式為。【反思與評價】(6)課本上用紅磷燃燒的方法(填“能”或“不能”)精確地測量空氣中氧氣的含量,理由是。8.(2021廣州市初中畢業(yè)班第二次綜合測試)氧氣是一種寶貴的資源。(1)氧氣由氧分子構(gòu)成,在化學(xué)變化中每個氧分子會分成______個氧原子。氧原子最外層有6個電子,傾向于______(填“失去”或“得到”)電子形成相對穩(wěn)定結(jié)構(gòu),表現(xiàn)出較強的氧化性。(2)氧氣能支持燃燒,在生產(chǎn)生活中有很多用途。①圖一所示的實驗中,能證明有其它物質(zhì)生成的現(xiàn)象是__________________;反應(yīng)的化學(xué)方程式是______________________________,分別畫出圖一中反應(yīng)結(jié)束后集氣瓶中的氣體組成和溶液組成的微觀示意圖,水分子無須畫出______。②用如圖二裝置測定空氣中氧氣的含量時,請仿照“實驗后”的圖示,畫出“實驗前”廣口瓶中氣體組成的微觀示意圖,水分子無須畫出______。(3)用氣體壓力傳感器測出集氣瓶中的氣壓變化,并用數(shù)據(jù)處理軟件以數(shù)字、曲線的形式實時顯示。集氣瓶內(nèi)氣壓變化如圖乙所示。①實驗前要檢查甲裝置的氣密性,其操作為:按甲圖連接好實驗儀器,____________。②圖乙中A點為點燃前集氣瓶中的氣壓,AB段氣壓顯著增加的原因是______________________________,t3時刻后瓶內(nèi)氣壓又顯著增加,t3時進行的實驗操作是__________________________________________。③另一小組同學(xué)用甲裝置進行該實驗,結(jié)束時,觀察到進入集氣瓶內(nèi)的水大于集氣瓶內(nèi)原空氣體積,可能的原因是______(填寫序號)。A.燃燒匙內(nèi)紅磷不足B.將燃燒匙伸入集氣瓶的操作過于緩慢C.旋緊橡皮塞后發(fā)現(xiàn)橡膠管上未夾彈簧夾D.未等到裝置完全冷卻就打開彈簧夾9.(湖北黃岡市黃梅縣實驗中學(xué)2021秋高中自主招生培優(yōu)訓(xùn)練)化學(xué)實驗不僅承載了知識內(nèi)容,更承載了對學(xué)生動手能力、分析解決問題能力的培養(yǎng),同時在實驗探究過程中還能培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和情感價值觀。請回答下列問題:(1)在圖甲實驗中,紅磷作用是_________________________。(2)用乙圖實驗得出空氣中氧氣體積分?jǐn)?shù)約為五分之一的現(xiàn)象是________________。(3)按圖丙實驗,幾分鐘后B燒杯中溶液變紅,說明溶液中含有的離子是______。(4)借助丁圖U形玻璃管探究微粒性質(zhì):打開玻璃旋塞,觀察到潤濕的紅色石蕊試紙從左到右先后變藍,該實驗說明________________,濕棉花的作用是________________。10.(四川成都市青白江區(qū)20212022上期末)【提出問題】空氣中氧氣的含量是多少?【實驗與結(jié)論】實驗一,按圖1所示裝置,燃燒過量紅磷的方法測定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)。(1)實驗1中,紅磷燃燒的主要現(xiàn)象是___________。反應(yīng)的化學(xué)方程式是___________(2)紅磷熄滅后,冷卻至室溫,打開K,水能倒吸入集氣瓶的原因是_____________________(3)該實驗還證明氮氣具有的性質(zhì)是_____________________、_____________________(4)圖2是身瓦錫測定氧氣含量實驗,選擇汞的原因_____________________實驗二為了讓實驗過程中氧氣含量變化可視,設(shè)計了圖3所示實驗,檢測到的數(shù)據(jù)如圖4。(5)集氣瓶中紅磷熄滅的原因_________________________________________(6)進入集氣瓶中的水___________(填“>”或“=”或“<”)原集氣瓶中氣體體積的1/5。實驗三把圖3中的傳感器換成壓強傳感器,再次實驗,測得數(shù)據(jù)如圖5。(7)圖5中BC段氣壓變化的原因是_______________________________,導(dǎo)致DF段氣壓增大的原因是_________________________________________(8)分析CD變化,用數(shù)據(jù)說明導(dǎo)致實驗失敗的具體原因_____________________(寫一條)【反思與評價】(9)用紅磷完成該實驗時,同學(xué)們發(fā)現(xiàn)進入集氣瓶中的水很難達到原氣體體積的1/5,通過上面實驗探究,得出其根本原因是_________________________________________1.(2022年四川省南充市中考)變化觀念是化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)之一。下列變化中,屬于化學(xué)變化的是()A.研碎膽礬 B.蔗糖溶解C.對干冷玻璃片哈氣 D.紅磷燃燒2.(2022年陜西省中考B卷)化學(xué)實驗中常會出現(xiàn)一些“出乎意料”的現(xiàn)象或結(jié)果,下列各項對相關(guān)異常情況的解釋不合理的是()實驗異常情況未看到火星四射濾液渾濁測定結(jié)果偏大澄清石灰水未變渾濁選項A.可能是溫度未達到鐵絲的著火點B.可能是濾紙破損C.可能是紅磷的量不足D.可能是二氧化碳中混有氯化氫氣體A.A B.B C.C D.D3.(2022年湖南省衡陽市中考)下列實驗方案,不能達到相應(yīng)實驗?zāi)康牡氖牵ǎ〢.證明燒堿有吸水性B.比較Zn和Fe的金屬活動性強弱C.測定空氣中氧氣的含量 D.驗證蠟燭燃燒的產(chǎn)物中有水4.(2022年四川省成都市中考)下列實驗?zāi)苓_到相應(yīng)目的的是()A.觀察乳化現(xiàn)象B.驗證質(zhì)量守恒定律C.比較鐵、鋁金屬活動性D.測定空氣中氧氣含量5.(2022四川樂山中考)為測定空氣中氧氣的含量,某同學(xué)將教材實驗進行改進,改進后的實驗裝置如圖所示,(部分夾持裝置已忽略),實驗時引燃紅磷后便熄滅酒精燈。下列有關(guān)改進實驗的說法不正確的是()A.紅磷燃燒的化學(xué)方程式可以表示為: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.改進后的裝置能減少測量誤差,且對環(huán)境更友好6.(2022廣西桂林中考)根據(jù)下列實驗圖示回答問題。(1)實驗A可測定空氣中氧氣的含量,______(填“能”或“不能”)用木炭代替紅磷。(2)實驗B中,儀器a的名稱是______;澄清石灰水與CO2反應(yīng)的化學(xué)方程式是______。(3)實驗C中,觀察到氣球浮起,說明CO2的密度比空氣_
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