备考2023年中考化学教材实验盘点-专题02测定空气中氧气的含量(教师版).docx
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1、专题02 测定空气中氧气的含量(1)原理:利用红磷燃烧消耗密闭容器的氧气,生成五氧化二磷固体,使密闭容器内压强减小,大气压将水压向容器,进入容器水的体积为消耗氧气的体积。(2)反应的文字表达式:磷+氧气 点燃 五氧化二磷。符号表达式:P + O2 点燃 P2O5(3)装置(4)步骤:连接装置,检查装置气密性;把集气瓶的容积分成5等份,做好记号;用止水夹夹紧胶管;在燃烧匙内放入过量(或足量)的红磷;点燃燃烧匙中的红磷,立即伸入集气瓶中,把塞子塞紧;待红磷熄灭并冷却后,打开止水夹。(5)实验现象:红磷燃烧发出黄白色火焰,放热,产生大量白烟;水沿导管进入集气瓶内约占集气瓶容积的15。(6)结论:空气
2、中的氧气约占空气总体积的1/5。(7)问题分析进入的水小于容积的1/5,可能原因是什么?红磷的量不足,氧气没有消耗完;装置漏气,使装置外的空气进入集气瓶中;未冷却到室温就打开止水夹,使进入集气瓶中的水的体积偏小;导管中还残留有一些水;进入的水大于容积的1/5,可能原因是什么?燃烧匙伸入集气瓶过慢,使装置内的气体受热逸出,导致进入集气瓶中的水的体积偏大止水夹没有夹紧橡皮管 ,红磷燃烧时集气瓶内气体因受热沿着导管逸出(8)药品选择:物质在空气中只与氧气反应,生成物为固体或液体(占的体积忽略不计)。能否用木炭、硫等物质代替磷?答:不能,木炭或硫燃烧会产生气体,造成瓶内气体压强无明显变化)。能否用铁丝
3、代替磷?答:不能,铁丝在空气中不燃烧。能否用金属镁代替磷?答:不能,金属镁能够与氧气、氮气、二氧化碳都发生燃烧。1.测定空气中氧气含量的实验装置如图所示:下列有关说法正确的是( )A燃烧匙中的红磷可以换成硫或木炭B选用红磷是因为反应只消耗O2,生成固态的P2O5C装置内水位不会发生变化D本实验可以证明空气含有2、O2、CO2和稀有气体【答案】B【解析】A、燃烧匙中的红磷不可以换成硫或木炭,硫或木炭燃烧生成气体,装置中气压不变,装置中液面不会上升,无法测定氧气体积分数,A错。B、选用红磷是因为磷只消耗O2不和氮气反应,生成固态的P2O5没有生成新的气体,B正确。C、红磷燃烧消耗氧气,没有生成新的
4、气体,装置中气压下降,在大气压作用下,液面上升,装置内水位会发生变化,C错。D、本实验不可以证明空气含有CO2和稀有气体,D错。故选:B。2.(河南平顶山市20212022上期末)用如图装置测定空气中氧气的含量。(1)写出集气瓶中发生反应化学方程式_。(2)瓶中液面先_后_(填“上升”或“下降”)。(3)将上图中红磷换为木炭,该方案不可行的原因是_。【答案】(1) (2) . 下降 . 上升 (3)因为木炭燃烧生成二氧化碳气体,它们仍占据气体体积,不会产生压强差,所以无法测定氧气的含量【解析】(1)红磷燃烧生成五氧化二磷,该反应的化学方程式为:,故填:。(2)红磷在空气中与氧气反应生成固态的五
5、氧化二磷,燃烧放出大量的热,气体受热膨胀,集气瓶中的水先下降,又因为消耗了集气瓶中的氧气,使集气瓶内压强减小,冷却至室温,集气瓶的水上升,故填:下降;上升。(3)燃烧匙中的红磷不可以换成木炭,因为木炭燃烧生成二氧化碳气体,它们仍占据气体体积,不会产生压强差,所以无法测定氧气的含量,故填:因为木炭燃烧生成二氧化碳气体,它们仍占据气体体积,不会产生压强差,所以无法测定氧气的含量。1.(湖北省大冶市2021-2022学年上期末)下列实验装置中不能用来测定空气中氧气含量的是( )A. B. C. D. 【答案】C【解析】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:装
6、置的气密性好;所用药品必须是足量;读数时一定要冷却到原温度;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。A、图中所示装置,红磷燃烧消耗氧气使装置内气体体积减少,压强减小,能用于测定空气中氧气含量,故选项错误。B、图中所示装置,用凸透镜引燃红磷,红磷燃烧消耗氧气使装置内气体体积减少,压强减小,能用于测定空气中氧气含量,故选项错误。C、木炭在空气中燃烧生成二氧化碳气体或者一氧化碳气体甚至是两者的混合气体,虽除去氧气,而增加了新的气体,不能用来测定空气中氧气含量,故选项正确。D、热水提供的热量引燃白磷,白磷燃烧消耗氧气使装置内气体体积减少
7、,压强减小,使活塞左移,能用于测定空气中氧气含量,故选项错误。故选:C。2.(北京市通州区2021-2022上期末)用如图装置可验证空气中O2的含量。下列现象能表明O2含量的是( )A. 红磷燃烧产生大量白烟B. 红磷燃烧一段时间后熄灭C. U形管左侧水面先下降,后上升D. U形管左侧水面最终上升至1处【答案】D【解析】A、集气瓶中产生大量白烟,只能说明五氧化二磷是白色固体,不能证明空气中O2的含量,故选项说法错误;B、红磷燃烧一段时间后熄灭,说明氧气耗尽,不能证明空气中O2的含量,故选项说法错误;C、U形管左侧水面先下降,后上升,说明瓶内气压先升高后降低,但不能证明空气中O2的含量,故选项说
8、法错误;D、瓶中液面最终上升至1处,说明氧气约占空气总体积的1/5,能证明空气中O2的含量,故选项说法正确;故选:D。3.(广东茂名市高州市第一中学附属实验中学2021-2022上期末)“暖宝宝贴”(主要成分为铁粉)发热的原理是铁粉和氧气、水发生反应放热。用“暖宝宝贴”测定空气中氧气的含量,广口瓶容积为270mL实验装置如图所示。实验后量筒中水的体积读数为45mL(实验前量筒中水的体积为100mL)。下列叙述不正确的是( )A. 铁的锈蚀属于缓慢氧化过程B. 若测得空气中氧气含量偏低,可能是铁粉不足C. 必须等温度恢复至室温后,才能记录量筒内剩余水的体积D. 本次实验测得空气中氧气的体积分数约
9、为16.7%【答案】D【解析】A. 铁生锈是铁与氧气、水发生的缓慢氧化反应,此选项正确;B. 若测得空气中氧气含量偏低,可能是铁粉不足,只消耗了部分氧气,此选项正确;C. 必须等温度恢复至室温后,才能记录量筒内剩余水的体积,以防温度较高时,气体体积发生膨胀而导致结果偏小,此选项正确;D. 铁生锈消耗氧气,消耗氧气的体积等于进入烧杯内的水的体积,则本次实验测得空气中氧气的体积分数约为:=22%,此选项错误。故选D4.(北京昌平区20212022学年第一学期期末质量监控)用如图装置测定空气中氧气含量。(1)红磷燃烧的化学方程式是_。(2)能证明空气中氧气含量的现象是_。【答案】(1) (2)左管液
10、面最终上升到刻度1处【解析】(1)红磷燃烧会生成五氧化二磷,反应的化学方程式为;故填:。(2)红磷燃烧会消耗左管空气中的氧气,待反应结束,温度恢复至室温,左管中的液面上升到刻度1处,能证明空气中氧气的含量;故填:左管液面最终上升到刻度1处。5.(2021东营市中考二模)氧气是一种非常重要化学物质,请回忆初中化学知识,根据所学知识填写下列内容。(一)氧气的测定:实验室常用图1装置测定空气中氧气的含量。某化学兴趣小组在实验室测定空气中氧气的含量,由注射器和硬质玻璃管组成的密闭系统,其中注射器中存有15mL空气,玻璃管的容积是40mL。(1)为了保证氧气全部反应,加入的铜粉应该_。气球的作用是_。(
11、2)实验中你所看到的硬质玻璃管内的现象是_。发生反应的化学方程式为_。(3)瑞典化学家舍勒曾用图2装置对空气中的氧气含量进行测定:将磷放在密闭钟罩内的水面上方燃烧(如图2所示),产生_现象,成分为_,一段时间后观察到钟罩内水面大约上升_。(二)制取氧气(4)仪器a的名称是_。(5)选择过氧化氢溶液制取氧气,反应的方程式是_。若选择C装置作为发生装置,优点是_,若需制取一瓶氧气做铁丝燃烧的实验,收集装置最好选择_。(6)混制“富氧空气”用纯氮气及上述实验制取的氧气,混制一瓶(集气瓶容积为250mL)氧气体积分数为40%的“富氧空气”,可使用H装置,先在上图H装置中装满水,再从导管_(填“b”或“
12、c”)通入氮气,排出_mL水,后再通入氧气排出80mL水。【答案】 (1). 过量 (2). 使铜粉与氧气充分反应 (3). 红色粉末变成黑色 (4). (5). 大量白烟 (6). 五氧化二磷 (7). 五分之一(或百分之二十) (8). 铁架台 (9) (10). 可以控制反应的速度 (11) G (12) c (13) 120【解析】(一)(1)连接好装置后,需要检查装置气密性,再加入药品,为了保证氧气全部反应,加入的铜粉应该过量;通过缓慢推拉注射器活塞,使装置内的气体进入气球和排出气球,使空气中的氧气与铜粉充分接触,铜粉与氧气充分反应,故分别填:过量;使铜粉与氧气充分反应。(2)铜与氧
13、气在加热的条件下反应生成氧化铜,铜为紫红色金属,氧化铜为黑色,故实验现象为:红色粉末变成黑色;铜与氧气在加热的条件下反应生成氧化铜,其化学方程式为:。故分别填:红色粉末变成黑色; 。(3)红磷在氧气中燃烧生成五氧化二磷,故实验现象为,产生大量白烟。红磷燃烧消耗氧气,待冷却至室温后,装置内压强减小,在压强差的作用下,钟罩内水面上升约五分之一,故实验现象为:产生大量白烟,一段时间后,钟罩内水面上升约五分之一。故分别填:大量白烟;五氧化二磷;五分之一。(二)(4)通过图示信息,仪器a的名称是:铁架台;故填:铁架台。(5)过氧化氢在二氧化锰作催化剂的条件下,生成水和氧气,其化学方程式为:;C装置使用的
14、是分液漏斗,可以通过控制分液漏斗的活塞,控制液体加入的速度,从而可以控制反应的速度;铁丝燃烧放出大量的热,能使固体熔化为液体落到集气瓶底部而造成瓶底炸裂,需要在集气瓶底部加一些水,若需制取一瓶氧气做铁丝燃烧的实验,收集装置最好选择排水法,选择G装置。故分别填: ;可以控制反应的速度;G。(6)通过题干信息,先在上图H装置中装满水,再从导管c通入氮气,利用气体的压力将H装置中的水排出,再通入氧气排出80ml水,氧气体积分数为40%的“富氧空气”,所以富氧空气的总体积为:,则通入氮气需排出水的体积为:200mL-80mL=120mL;故分别填:c;120。6.(北京市海淀区2021-2022第一学
15、期期末学业水平调研)实验小组对密闭集气瓶内蜡烛燃烧时间的影响因素进行探究,装置如图。【进行实验】实验1:6个集气瓶中盛有不同配比的氧气、氮气的混合气体,分别用6支相同的蜡烛点然后测定其燃烧时间。氧气体积分数10%20%40%60%80%100%燃烧时间/s01226353025现象立即熄灭安静燃烧剧烈燃烧,烛芯长度变大,蜡烛高度变小 同学们对比氧气体积分数60%100 %的现象,发现氧气体积分数越大蜡烛燃烧越剧烈,烛芯长度变大和蜡烛高度变小越显著。猜测烛芯长度或蜡烛高度可能会影响燃烧时间,继续进行实验。实验2-1:将集气瓶中充满空气,测定相同蜡烛高度、不同烛芯长度的蜡烛在集气瓶中燃烧的时间。烛
16、芯长度/cm0.30.50.70.9燃烧时间/s1613118实验2-2:将集气瓶中充满空气,测定_的蜡烛在集气瓶中的燃烧时间。蜡烛高度/cm1357燃烧时间/s171098【分析与结论】(1)实验1的目的是探究_对蜡烛在集气瓶中燃烧时间的影响。(2)实验2-1的结论是_。(3)补全实验2-2的操作_。【反思与评价】(4)甲同学认为实验2蜡烛熄灭的原因是氧气完全消耗。乙同学依据实验1判断甲同学的说法不严谨,支持乙同学判断的证据是_。(5)实验1中,氧气体积分数大于60%之后,氧气体积分数增大,蜡烛燃烧时间变短。结合实验2分析其原因是_。【答案】(1)氧气体积分数 (2)氧气体积分数和蜡烛高度相
17、同时,烛芯长度越大,蜡烛在集气瓶中燃烧时间越短 (3)相同烛芯长度、不同蜡烛高度 (4)实验1中,氧气体积分数为10%时,蜡烛立即熄灭 (5)随氧气体积分数增大,烛芯长度变大对燃烧时间的影响大于蜡烛高度变小对燃烧时间的影响【解析】(1)实验1中每组数据氧气体积分数不一样,所以实验1的目的是探究氧气体积分数对蜡烛在集气瓶中燃烧时间的影响。(2)实验2-1通过数据发现烛芯越长,燃烧时间越短,所以结论是:氧气体积分数和蜡烛高度相同时,烛芯长度越大,蜡烛在集气瓶中燃烧时间越短。(3)实验2-2通过实验数据可知想探究蜡烛高度对燃烧时间的影响,所以其它量要保持一致。将集气瓶中充满空气,测定相同烛芯长度、不
18、同蜡烛高度的蜡烛在集气瓶中的燃烧时间。(4)在实验1中,氧气体积分数为10%时,蜡烛立即熄灭,所以不能说明实验2蜡烛熄灭的原因是氧气完全消耗。(5)实验1中,氧气体积分数大于60%之后,氧气体积分数增大,蜡烛燃烧时间变短。由实验2可知:原因是随氧气体积分数增大,烛芯长度变大对燃烧时间的影响大于蜡烛高度变小对燃烧时间的影响。7.(广东省揭阳市普宁市2021-2022上期末)化学兴趣小组对课本实验“测定空气里氧气的含量”,实验完毕后集气瓶中是否还含有氧气产生质疑,于是同学们设计了如图1装置来探究磷在空气中燃烧后氧气浓度变化情况。【提出问题】足量红磷在密闭的四颈平底瓶内燃烧熄灭后,容器中是否有氧气剩
19、余?【作出猜想】猜想:氧气没有剩余;猜想:氧气有剩余。【实验探究】该小组同学按图1组装好实验装置。步骤1:利用高能激光笔照射燃烧匙上的红磷,红磷燃烧直至熄灭;步骤2:待装置完全冷却后,将装有白磷的燃烧匙提出水面,再次用高能激光笔照射,白磷居然也被点燃。(1)红磷燃烧的化学方程式 ,基本反应类型 。(2)兴趣小组通过实验分析思考,得出了“不同物质燃烧,需要的氧气浓度不一样”的结论由此联想到课本实验: (填物质名称)在空气中不能燃烧,但在氧气中剧烈燃烧、火星四射。(3)图2是该小组同学从开始实验到最后装置冷却后的整个实验过程中,用传感器测量容器内氧气浓度变化的曲线图;在图2中 (填“A、B、C、D
20、、E”)点时红磷燃烧熄灭;白磷开始燃烧至燃烧结束对应的曲线为 段(用图2中字母表示)。【实验结论】(4)根据上述实验现象及数据分析,得出结论如下:猜想 正确。【拓展延伸】(5)红磷燃烧产物P2O5与瓶底的热水发生反应,生成磷酸(H3PO4),其反应的化学方程式为 。【反思与评价】(6)课本上用红磷燃烧的方法 (填“能”或“不能”)精确地测量空气中氧气的含量,理由是 。【答案】(1)4P+5O22P2O5;化合反应 (2)铁。(3)C;DE。(4)。(5)P2O5+3H2O(热)2H3PO4。(6)不能;红磷不能把集气瓶中的氧气耗尽。【解析】磷燃烧只能够消耗空气中的氧气,氧气消耗后,容器中的气压
21、减小,在外界大气压作用下,水进入容器,进入容器中的水的体积即为容器中空气中的氧气体积,进一步可以计算出空气中氧气的含量。磷燃烧能够消耗空气中的氧气,氧气消耗后,容器中的气压减小,在外界大气压作用下,容器内体积减小,减少的体积即为容器中空气中的氧气体积,进一步可以计算出空气中氧气的含量。(1)红磷燃烧的化学方程式:4P+5O22P2O5,基本反应类型是化合反应。故答案为:4P+5O22P2O5;化合反应。(2)铁在空气中不能燃烧,但在氧气中剧烈燃烧、火星四射。故答案为:铁。(3)在图2中C点时红磷燃烧熄灭;白磷开始燃烧至燃烧结束对应的曲线为DE段。故答案为:C;DE。(4)根据上述实验现象及数据
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- 备考 2023 年中 化学 教材 实验 盘点 专题 02 测定 空气 氧气 含量 教师版
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