中考化学复习《测定空气里氧气含量的探究》专题练习

中考化学复习《测定空气里氧气含量的探究》专题练习1、下面几位同学是测量空气中氧气体积含量的几个实验，请你参与他们的实验探究：【实验一】小强采用A图所示的装置进行实验：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，同时缓慢推拉两个注射器活塞，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（已知铜能与空气中的氧气反应）（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。（2）小强测得实验结果，空气中氧气的体积分数小于20%，造成该实验出现误差的原因可能是。（填序号）①读数时没有冷却至室温；②加入铜丝量太少；【实验二】：小红采用B图所示的装置进行实验：实验过程如下：第一步：将集气瓶容积划分为五等份，并做好标记。第二步：用放大镜点燃燃烧匙内的红磷。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总容积的五分之一。请回答下列问题：（1）集气瓶中剩余的气体主要是。（2）根据实验推断集气瓶中剩余气体的性质有。【实验三】小华同学打算采用C图所示的装置进行实验：设计如下方案：选用实际容积为25mL的试管作为反应容器，将过量的白磷放入试管，用橡皮塞塞紧试管，通过导管与注射器（注射器的容积为40ml，且润滑性很好）相连，注射器的前沿停在20ml刻度处。（假设此实验能够按照小华的设想正常进行，白磷所占体积与导管内的气体体积忽略不计，且两个容器间的导管足够粗，保持空气正常流动。）请回答下列问题：（1）实验前，打开弹簧夹，将注射器活塞前沿从20mL刻度处推至15mL刻度处，然后松开手，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，试管冷却后再松开弹簧夹，观察到的现象为。2、某实验小组对教材内测量空气中氧气体积分数的实验进行改进，并取得成功（装置如图）。【实验准备】具支试管和小气球内空气总体积为50mL，注射器中留下的空气体积为50mL，该装置气密性良好。【实验探究】装入药品，按图所示连接好仪器。用酒精灯在红磷部位加热，加热时不断推拉注射器活塞，气球忽大忽小，并不断将气球中的气体全部挤入试管中。【现象分析】（1）实验开始时应先检查装置气密性。连接装置后且其气密性良好，若将注射器向内推，可观察到气球变（填“大”或“小”）。（2）加热试管底部，红磷被引燃，说明燃烧不能缺少的一个条件是，足量的红磷在试管中未能全部燃烧，说明试管内剩余气体具有的化学性质为。写出红磷燃烧的化学方程式：。（3）实验结束后，停止加热，待试管冷却至室温，将气球内的气体全部挤入注射器内，待注射器活塞稳定后，读取注射器内剩下气体的体积为mL。【得出结论】氧气约占空气总体积的五分之一。【反思评价】实验中，加热时不断推拉注射器的目的为；此实验与课本实验比较的优点为。3、某化学兴趣小组的同学对空气中氧气含量的测定实验进行探究。（1）如图1所示装置和药品进行实验，冷却至室温后打开止水夹，可观察到的现象是：。若观察到结果小于预期值，则可能是因为。（2）小组内同学还对该实验进行了如图2所示的改进。（已知试管容积为45mL）请结合实验目的，在以下的操作中排出正确的实验操作顺序（填序号）。①点燃酒精灯②撤去酒精灯，待试管冷却后松开弹簧夹。③将少量红磷平装入试管中，将20mL的注射器活塞置于10mL刻度处，并按上图中所示的链接方式固定好，再将弹簧夹紧橡皮管。④读取注射器活塞的数据。最终注射器活塞将从10mL刻度处慢慢前移到约为mL刻度处才停止。4、某化学兴趣小组的同学对空气中氧气含量的测定进行实验探究。【观察与记录】（1）按如图所示装置和药品进行实验，实验中可观察到的现象是：①集气瓶内；②待装置冷却到室温打开止水夹，。【讨论与交流】（2）若用铁丝代替红磷测定空气中氧气的含量，小明同学认为不可以，其原因是。若用木炭代替红磷，小丽同学认为也不可以，其原因是。【分析与思考】（3）小芳同学用镁条代替红磷来测定空气中氧气的含量，结果却发现倒吸的水量远远超过集气瓶的五分之一．小组内同学帮她仔细检查，发现装置的气密性及操作步骤均无问题。你认为造成此现象的原因可能是【归纳与总结】（4）小组内同学反思上述实验的探究过程后认为：若用燃烧法测定空气中氧气含量，在药品的选择或生成物的要求上应考虑的是、。（写出两条即可）5、科学课本上用图甲的装置来测定空气中氧气的体积分数，而小明通过査询资料对该实验进行改进，利用四硫化钠（Na2S4）固体替代红磷进行实验，其反应原理为2Na2S4+O2+2H2O=8S↓+4NaOH实验步骤：①将足量的四硫化钠（Na2S4）固体置于试管中，加入适量的水并迅速塞紧橡胶塞，再充分振荡。②测量液面至橡胶塞下沿的距离，记录数据h1（如图乙所示）・③将该试管插入水中（如图丙所示），取下橡胶塞，观察到试管内液面上升。④当管内液面稳定时塞紧橡胶塞，将试管取出倒转过来，测量液面至橡胶塞下沿的距离（如图丁所示）记录数据h2。⑤按照①～③再重复实验两次。3次实验数据如下表所示：第1次第2次第3次h1/厘米11.011.411.6h2/厘米8.79.19.2（1）步骤①中进行充分振荡的目的是；（2）计算第3次实验空气中氧气的体积分数约为（结果精确到0.1%）；（3）小明设计的实验与课本上的实验相比，有什么优点。（写出一点即可）（4）同学们分析了小明的实验方案后，认为步骤④中塞紧橡胶塞的时机对测量结果有影响，请问何时塞橡胶塞测量结果最准确？。6、兴趣小组借助如图装置（夹持装置已略）及相关试剂粗略测量空气中O2的体积百分数。（1）实验前用砂纸打磨铁钉至光亮的目的是。（2）已知试管剩余空间和导管的体积为20mL，导管截面积约为1cm2，充分反应后，形成稳定液柱时，读取读数为4.1cm，则空气中氧气的体积分数为%（保留小数点后一位）。（3）实验时发现上述测量过程因反应较慢耗时较长，现对影响铁生锈速率的因素作如下分析：【提出假设】假设一：溶液的酸碱度；假设二：NaC1溶液的浓度；请你再提出一种影响铁生锈快慢的因素。假设三：。【实验探究】借助上述实验装置，通过控制铁钉用量等其他条件均相同时，调节溶液的pH获得了如表实验数据：pH2.05.56.06.57.08.0液柱高度（cm）00.64.14.14.14.1形成稳定液柱时间（min）3.03.05.15.315.617.5【实验结论】根据实验数据分析，为缩短实验测定时间，pH的最佳范围是；还可以采取何种方法进一步缩短实验时间（答一条即可）。【实验反思】当pH=2时，没有观察到稳定液柱形成的原因是。7、实验创新是中学生最为重要的科学素养，如图是某校师生测定空气中氧气含量的创新实验。（已知白磷在40℃时即燃烧，其燃烧现象与产物与红磷燃烧相同）【实验步骤】（1）测量试管的容积。（2）检查装置的气密性。（3）装药品，将注射器活塞调整到合适位置，连接好仪器。（4）用弹簧夹夹紧胶皮管，加热粗铜丝，观察现象。（5）燃烧结束后，打开弹簧夹，观察注射器活塞的移动情况。【反思交流】（1）测量试管容积的方法是。（2）若试管的容积为60mL，加热前注射器活塞至少应调整到mL以上（填整数）。（3）该实验中利用铜丝加热会不会影响测量结果？你的看法是。8、某兴趣小组开展“测定密闭容器中某种气体的体积分数”的探究实验。【实验1】按图1所示装置，用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的体积分数。【实验2】按图2所示装置，在集气瓶内壁用水均匀涂附铁粉除氧剂（其中辅助成分不干扰实验），利用铁锈蚀原理测定空气中氧气的体积分数。（1）实验1中，红磷燃烧的主要现象是。红磷熄灭后，集气瓶冷却至室温，打开K，水能倒吸入集气瓶的原因是。（2）为提高实验的准确性，以上两个实验都需要注意的事项是（写一点）。（3）实验过程中，连接数字传感器，测得实验1、实验2中氧气的体积分数随时间变化的关系分别如图3、图4所示。依据图3，图4信息，（填“实验1”或“实验2”）的测定方法更准确，判断依据是。（4）结合你的学习经验，若要寻找红磷或铁粉除氧剂的替代物，用图1或图2装置测定空气中氧气的体积分数，该替代物应满足的条件是（写两点）。【实验3】测定用排空气法收集到的集气瓶中二氧化碳的体积分数。（5）甲同学设计图5所示装置进行测定。浓NaOH溶液的作用是（用化学方程式表示）。（6）乙同学提出，仅利用图6所示装置，在不添加其他试剂的前提下，也能测得集气瓶中二氧化碳的体积分数。为达到实验目的，操作方法是。9、兴趣小组对测定空气中氧气含量的实验进行了回顾和探究。【实验回顾】（1）实验室常用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的含量，写出红磷燃烧的化学方程式，观察到的现象是；（2）兴趣小组用该方法测出的氧气含量常常低于五分之一，可能的原因是①装置漏气②，装置内氧气有剩余；…【实验探究】为了加快反应速率，小明通过查阅资料，利用铁粉、炭粉、氧化钠等物质又进行了实验（装置如图），8分钟后测得的数据如表：实验前的体积实验后的体积集气瓶内空气烧杯内蒸馏水烧杯内剩余蒸馏水120.0mL90.0mL65.0mL请写出利用上述数据计算出空气中氧气含量为（精确到0.1%）。【结论与反思】通过上述实验探究，选择铁粉、炭粉、氯化钠和蒸馏水进行实验，可较为快速地完成实验并减小实验误差。10、有关空气组成的研究与发现对化学的发展做出了重要贡献。Ⅰ．拉瓦锡的研究：用加热汞的方法测定空气中氧气的含量如图1所示，拉瓦锡把少量的汞放在密闭的玻璃容器中连续加热12天后，发现有一部分银白色的液态汞变成红色粉末，容器内空气体积减少了约五分之一。收集汞表面生成的红色粉末（氧化汞），置于另一容器内强热得到了汞和氧气，且氧气的体积恰好等于原来密闭容器里所减少的空气体积。（1）上述实验中，使用汞的优点有。A．汞为液态，在加热的条件下只与氧气反应且生成物为固体B．时间足够长，能将密闭装置中的氧气几乎耗尽C．实验过程中没有污染D．生成的化合物加热分解又能得到汞和氧气（2）继拉瓦锡研究后，英国科学家瑞利经多次实验发现：从空气分离得到的氮气密度总是略大于纯净氮气密度。造成这一差异主要与空气中的相关。Ⅱ．兴趣小组A的实验：用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的含量（如图2所示）（3）用酒精灯点燃燃烧匙中过量的红磷，观察到的现象有，并放出大量的热。写出该反应的化学方程式：。（4）该兴趣小组同学经多次实验发现：当反应停止并恢复至室温，用氧气浓度传感器测得广口瓶内始终有8%左右的氧气残留。请分析红磷燃烧无法耗尽氧气的原因是（已排除操作原因引起的实验误差）。Ⅲ．兴趣小组B的实验：用铁生锈原理测定空气中氧气含量（如图3所示）。测得实验数据如表：测量项目实验前烧杯中水的体积实验后烧杯中剩余水的体积集气瓶（扣除内容物）和导管的体积体积/ml80.049.0150.0（5）根据表中数据，计算实验测得的空气中氧气的体积分数是（计算结果精确到0.1%）。（6）该实验中NaCl溶液的作用是。11、某研究小组用如图所示装置，探究能否用镁条代替红磷测定空气中氧气含量。【提出猜想】猜想1：可以代替，因为镁条与氧气反应后不会产生气体猜想2：不能代替，因为镁条可能会与空气中的其他成分发生反应【进行实验】步骤实验操作实验现象Ⅰ组装好装置后，打开止水夹，手捂集气瓶，一段时间后，松开手烧杯中导管口有气泡冒出，松手后，烧杯中导管末端有一段液柱Ⅱ关闭止水夹，点燃镁条，迅速伸入集气瓶中，塞好塞子镁条燃烧，放出大量热，发出耀眼白光，生成大量白烟，剩余固体为白色带状物还夹杂着极少量淡黄色的固体Ⅲ冷却至室温，打开止水夹烧杯中水从导管进入集气瓶中，体积约为集气瓶体积的五分之二【解释与结论】（1）步骤Ⅰ的实验目的是。（2）步骤Ⅱ中，关闭止水夹的目的是。（3）根据实验现象中的（写一个即可）可以推测猜想2成立。①【继续探究】经查阅资料得知氮化镁（Mg3N2）为淡黄色的固体，于是小晴猜想镁条还可能会与空气中的发生反应；②【设计实验】她设计实验方案证明自己的猜想；③【实验结论】镁条与氮气反应