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1、测定空气中氧气体积分数实验 专题训练一、基础知识1、做空气中氧气含量测定的实验装置如右图。下列有关说法正确的是( ) A选用红磷是因为反应可以耗尽O2,生成固态的P2O5B燃烧匙中的红磷可以换成硫或木炭C燃烧匙中的红磷越多,水位上升越高本实验可以证明空气含有2、O2、CO2和稀有气体2、右图所示装置可用来测定空气中氧气的含量。对该实验认识不正确的是( ) 水空气中氧气含量的测定A红磷的量不足会影响实验结论B装置不漏气是实验成功的重要因素之一 C将红磷改为碳也能得到正确的实验结论D钟罩内气体压强的减小会导致水面的上升4、右图所示装置可用于测定空气中氧气的含量,实验前在集气瓶内加入少量水,并做上记
2、号。下列说法中不正确的是( )A该实验证明空气中氧气的含量约占1/5B实验时红磷一定要过量C实验前一定要检验装置的气密性D红磷燃烧产生大量的白雾,火焰熄灭后立刻打开弹簧夹5、某班同学用右图装置测定空气里氧气的含量。先用弹簧夹夹住乳胶管。点燃红磷,伸入瓶中并塞上瓶塞。待红磷熄灭并冷却后,打开弹簧夹,观察广口瓶内水面变化情况。实验完毕,甲同学的广口瓶内水面上升明显小于瓶内空气体积的1/5,乙同学的广口瓶内水面上升明显大于瓶内空气体积的1/5。下列对这两种现象解释合理的是( )甲同学可能使用红磷的量不足,瓶内氧气没有消耗完甲同学可能未塞紧瓶塞,红磷熄灭冷却时外界空气进入瓶内乙同学可能没夹紧弹簧夹,红
3、磷燃烧时瓶内部分空气受热从导管逸出乙同学可能插入燃烧匙太慢,塞紧瓶塞之前,瓶内部分空气受热逸出A.只有B.只有 C.只有D.只有6、如图,钟罩内的红磷燃烧停止直至完全冷却后,钟罩内的水面上升约占钟罩内空气体积的 ,这个实验说明了 。在此实验中,如果把燃烧的红磷放入钟罩里时,发现有少量气体从钟罩底部冒出,则测定的结果会 (填偏大或偏小),如果像皮塞漏气,会造成结果 (填偏大或偏小)。7、某同学用右图装置测定空气中氧气的体积分数。请你填写有关空格,并与同学交流。该实验中,红磷需稍过量,目的是 。该物质燃烧反应的化学反应式为_ _。待该物质熄灭并冷却后,打开弹簧夹观察到的现象是 _;出现该现象的原因
4、是 ;为什么要“待该物质熄灭并冷却后,打开弹簧夹”? 实验后发现测定出的空气中氧气的体积分数低于l/5,这可能是由哪几种原因引起的?_ 若实验后发现测定出的空气中氧气的体积分数大于l/5,这可能是由哪几种原因引起的?_ 由本实验还可以推测氮气的物理性质有 ;化学性质有_若将红磷换成碳粉,该实验能否获得成功? (填能或否)理由是 。二、改进实验1、用下图A所示装置测定空气中氧气的含量。(1)实验时,取下橡胶塞,点燃红磷迅速伸入集气瓶中并塞紧橡胶塞,这时看到的现象是 。(2)小倩设计了如下图B所示的改进装置,其优点是 (只写一点)。从理论上分析,玻璃管内液面最终将上升至 处(填1、2、3、4),但
5、实验测结果液面往往偏低,其原因可能是 (其他合理答案均可)。(只写一条)2、李明同学用如甲图所示的装置测定空气中氧气的含量:他先在集气瓶内加入少量水,并做上记号,再用弹簧夹夹紧乳胶管。点燃燃烧匙内的红磷后,立即把它伸入瓶中并将塞于塞紧,观察红磷燃烧的现象。待红磷熄灭并冷却后,打开弹簧夹,再观察实验现象。刘芳同学觉得李明用甲装置测得的数据不够准确,于是改用乙装置。那么,相对甲装置而言,乙装置确实具有的优点是: 、 。3、某同学为测定空气里氧气的含量,设计了如图所示的实验装置。在“金属梯”的每一步的凹处放置一颗用滤纸吸干水后的白磷,用放大镜会聚手电筒光于靠近水面的一步“金属梯”处的白磷上。请回答:
6、(1)一段时间后,可观察到的现象是 。(2)“金属梯”的每一步上都放置一小颗白磷与只靠近水面的一步“金属梯”处放一大颗白磷相比,优点是 。4、在测定空气中氧气含量的实验中,小强采用了右图所示装置:在由两个注射器组成的密闭系统中留有25mL空气,给装有细铜丝的玻璃管加热,同时缓慢推动两个注射器活塞,至玻璃管内的铜丝在较长时间内无进一步变化时停止加热,待冷却至室温,将气体全部推至一个注射器内,观察密闭系统内空气体积变化。 (1)在实验加热过程中,交替缓慢推动两个注射器活塞的目的是 。反应前注射器内气体总体积反应后注射器内气体总体积25mL22mL (2)小强测得实验结果如右表: 由此数据可以推算出
7、他测定的空气中氧气的体积分数 2l(填“”、“”、 “”)。造成该实验出现误差的原因可能是 。(填序号) 没有交替缓缓推动两个注射器活塞; 读数时没有冷却至室温;加入铜丝量太少; 加入铜丝量太多5、某同学可如右图所示装置粗略的测定空气中氧气的体积分数。图中烧杯上方玻璃管(预先固定好)中部有一可左右滑动的活塞,其左端密封有空气和足量白磷(白磷着火点低,约40 ),右端跟空气相通,实验开始前,活塞处在5 cm处。(烧杯内盛放的是生石灰,与水反应可放出大量的热)向烧杯内加入适量水,与生石灰反应的目的是 。 可以观察到玻璃管内开始发生的现象: 白磷(足量) ;活塞 实验结束后,恢复至常温,活塞应停在约
8、 cm处,据此可得出的结论是 。6、 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的试管作反应容器,将过量的白磷放入试管,用橡皮塞塞紧试管口,通过导管与实际容积为60ml且润滑性很好的针筒注射器相连组成如下图的实验装置。假设此实验能按照小华的设想正常进行,且白磷所占体积与导管内气体体积忽略不计,请回答下列问题:(1)实验前,打开弹簧夹,将注射器的 活塞前沿从20ml刻度处推至15ml,然后松手,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
9、,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_3如图所示,在一个具有刻度和可以左右滑动的活塞的玻璃容器里放入白磷(足量),活塞左端管内密封有空气,右端的管口跟空气连通。将玻璃容器固定在盛有80热水(恒温)的烧杯上,进行实验。试回答:(1)实验过程中可以观察到的现象是 ;(2)由此实验可以得出的结论是 。2、用来测定空气成分的方法很多,图1所示的是小明用红磷在空气中燃烧来测定氧气在空气中含量的方法。实验过程是: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。
10、第三步:待红磷熄灭并冷却后,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中原空气总体积的1/5。请回答下列问题:(1)上面的实验同时证明了氮气有 的化学性质。(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1/5,你认为导致这一结果的原因可能是(写一条) 。(3)某同学对实验进行反思后,提出了改进方法(如图2所示 ),你认为改进后的优点是: 。(4)写出红磷燃烧的文字表达式: (5)上述实验中的红磷不能用木炭或硫代替,原因是: 6已知空气的主要成分是氮气和氧气,某课外活动小组设计测定空气中氧气含量的实验,实验装置如图22所示:红磷在集气瓶中发生反应的文字表达
11、式为 。该实验中红磷稍过量,目的是 。待燃烧停止,白烟消失并冷却后,打开止水夹,观察到烧杯中的水进入集气瓶,瓶内水量越是 ,由本实验还可以推知氮气的哪一性质?试写出其中一种 。若将红磷换成炭粉,该实验能否获得成功? ,理由是 。人通过肺与外界进行气体交换,吸入空气,排出二氧化碳和水蒸气。但人体排出的二氧化碳究竟是空气中原有的,还是人体代谢的最终产物呢?为了证实这个问题,有人采用了如下图装置进行实验。操作甲:关闭活塞b,打开活塞a,人缓缓吸气操作乙:关闭活塞a,打开活塞b,人缓缓呼气(1)上述操作甲、乙交替进行各3-4次,实验过程中,观察到A瓶中的现象是 ; B瓶中的现象是 (2)根据观察到的现
12、象,你能得出的结论是_(10金华33)、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 。写出该反应的化学方程式 。(3)上
13、述实验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(写出其中一种) 。(1)10 mL。(2)是注射器内的氧气充分与红磷反应 。 4P+5O2=2P2O5 。(3)装置漏气等合理即可。10我们已经知道,空气的主要成分是氮气和氧气。下图是测定空气中氧气含量的实验装置。试回答下列问题:(1)实验过程中,燃烧匙里为什么要盛放过量的红磷? (2)这个实验除了可以得出氧气约占空气体积的l5的结论外,还可推导出氮气 (填“易”或“难”)溶于水和其化学性质 (填“活泼”或“不活拨”)的结论。(3)在此实验过程中能否用碳、硫代替红磷? 11.下图是实验验证空气中氧气含量的装置。红
14、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。 图 图(1)图实验时,燃烧匙里为什么要盛过量的红磷? (2)图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?思路解析:红磷燃烧,消耗了空气中的氧气,只剩下氮气和惰性气体等,因为氮气和惰性气体不支持燃烧,也不溶于水。氧气约占空气成分的20%,故气体剩余的约占80%。答案:(1)红磷过量,才能把氧气消耗完全。(2)氮气
15、不支持燃烧,也不溶于水。(3)不可以;因为碳燃烧产生二氧化碳气体或一氧化碳,气体体积没有减少,无法判断氧气的量。18(5分)(1)使空气中的氧气充分反应 (2)2Cu+O2加热2CuO (3) (4)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含量。(其它答案合理也可)2、李明同学用如甲图所示的装置测定空气中氧气的含量:他先在集气瓶内加入少量水,并做上记号,再用弹簧夹夹紧乳胶管。点燃燃烧匙内的红磷后,立即把它伸入瓶中并将塞于塞紧,观察红磷燃烧的现象。待红磷熄灭并冷却后,打开弹簧夹,再观察实验现象。 (1)该实验中红磷需稍过量,目的是_ 。 (2)打开止水夹后观察到的现象是_,由此可得出空气中氧气的体积分数约为_;本实验还可推导出氮气 _(填“易”或“难”)溶于水和其化学性质之一是_。如果实验后发现测定的氧气含量低于21的体积数,实验中可能存在的原因是。(写一条即可)若将红磷换成碳粉,该实验_(能/否)获得成功?理由是_。(5)如果实验结束后,如果观察到进入瓶中水的体积明显多于瓶子剩余空间的1/5,请分析可能的原因: 。(6)刘芳同学觉得李明用甲装置测得的数据不够准确,于是改用乙装置。那么,相对甲装置而言,乙装置确实具有的优点是: 、 。
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