粗略测定空气中氧气含量实验拓展题

粗略测定空气中氧气含量实验拓展题1.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。2.空气中氧气含量测定的再认识。【经典赏析】教材中介绍了拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分(实验装置如图1).该实验中选择使用汞的优点有___.A.实验过程中没有污染B.在汞槽中起到液封的作用C.能将密闭装置内空气中的氧气几乎耗尽D.生成的化合物加热分解又能得到汞和氧气【实验回顾】实验室常用红磷燃烧的方法测定测定空气中氧气的含量(装置如图2).当冷却至室温后，集气瓶内剩余气体的成分是___.A.五氧化二磷B.主要成分为氦气和氧气C.纯净的氦气D.主要成分为氮气的混合气体兴趣小组的同学用该方法测出的氧气含量常常远低于21%.【提出问题】用红磷燃烧的方法为什么测定空气中氧气的含量会偏小?【进行猜想】(1)装置漏气;(2)装置内氧气有剩余;(3)；…【实验与交流】在老师的指导下，凤九分别用过量的红磷和白鳞进行该实验，用测定氧气浓度的传感器测得反应后装置内氧气浓度分别为8.85%和3.21%.请从燃烧条件的角度分析产生上述两个结果较大差异的主要原因是：.【实验探究1】东华根据铁生锈的原理,探究用铁能否准确测定空气中氧气的含量。于是进行了实验(装置如图3).通过7天测得的数据计算出空气中氧气的含量为19.13%.【交流与反思】用于红磷燃烧的方法相比，用铁丝生锈的方法测定的主要优点是.【实验探究2】为了加快反应速率,东华通过查阅资料,利用铁粉、炭粉、氯化钠等物质又进行了实验(装置如图4).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131mL90.0mL63.6mL请计算出空气中氧气含量为___(计算结果保留一位小数).【结论与反思】通过上述实验探究,选择(填物质名称)进行实验，可较为快速地完成实验并减小实验误差。【拓展延伸】铜也能与空气中氧气、水、二氧化碳反应而锈蚀,生成铜绿(铜绿主要成分为Cu2(OH)2CO3.写出生成铜绿的化学方程式.若将图3装置中的粗铁丝换成足量的铜丝进行实验,请判断能否比较准确地测定空气中氧气的含量,并说明理由(相对原子质量：C−12O−16)3.某化学兴趣活动小组为测定空气中氧气的含量，进行如下探究实验：（1）如图所示，在一个具有刻度和可以滑动的活塞的玻璃容器中放入一粒白磷（白磷燃烧所需的最低温度为40℃），将玻璃容器固定好，放在盛有85℃热水的烧杯上．请回答下列问题：①实验中可以看到玻璃容器内白磷燃烧时的现象是______，该反应的符号表达式是______．实验结束后，恢复至常温，活塞应停在刻度______处，出现该现象的原因是：______，从而使玻璃容器内的气体体积______（填“增大”、“减小”或“不变”）．②玻璃容器内余下的气体主要是______③此反应中白磷要过量，目的是除尽______（2）小军根据燃烧红磷测定空气中氧气含量的实验原理，认为可用木炭代替红磷测定空气中氧气的含量，并按图2装置进行实验．他依据的实验原理可能是______①小军检查装置气密性后，将盛有足量红热木炭的燃烧匙迅速伸入集气瓶中，并把塞子塞紧，待红热的木炭熄灭并冷却至室温后，打开弹簧夹，并未发现倒吸现象．经过认真分析，小军发现实验失败的原因是（答一条）______②小军反思上述实验的探究过程后认为：用燃烧法测定空气中氧气含量的实验时，在药品的选择或生成物的要求上应考虑的是（答一条）______．4.下面几位同学是测量空气中氧气体积含量的四个实验，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。(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)该反应的化学方程式，铜丝表面的变化是.(3)小强测得实验结果如下：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由此数据可以推算出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,)①没有交替缓缓推动两个注射器活塞；②读数时没有冷却至室温；③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15.请回答下列问题：(1)集气瓶中剩余的气体主要是，根据实验推断它的性质有.(2)实验完毕,若进入集气瓶中水的体积小于总容积的15,其原因可能是,若进入集气瓶中水的体积大于总容积的15，其原因可能是.[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。可观察到的现象为：；(3)若不使用弹簧夹，用酒精灯加热白磷，燃烧结束，试管冷却。在实验的过程中观察到的现象为，，.(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：.[实验四]小明用图D装置进行镁条在空气中燃烧的实验，燃烧、冷却后打开止水夹，进入集气瓶中水的体积约占集气瓶体积的70%.如果镁条只和空气中的氧气反应，则进入集气瓶中水的体积最多不超过其容积的___%.现进入集气瓶中水的体积约为其容积的70%，根据空气的组成可推出减少的气体中有.5.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。6.题目：某兴趣小组对空气中氧气含量的测定进行了如下实验探究：将数显设备、气体压强传感器和空气中氧气含量测量装置按如图1所示连接。装置气密性良好。实验开始，打开并调试好传感器和数据设备，用酒精灯将足量红磷点燃，立即伸入瓶中并塞紧橡皮塞。各传感器测得的数据如图2所示，横坐标为时间，纵坐标表示该段时间内气体压强、温度、氧气浓度对应的变化情况。(1)写出红磷燃烧的方程式。(2)根据图2中压强变化曲线,bc段压强升高的原因是。实验结束打开活塞的过程中,压强曲线对应的线段是______(填字母)。A.bcB.cdC.deD.ef(3)图2中X曲线表示的是______(填“温度”或“氧气浓度”)变化情况。(4)实验结束测得装置内氧气浓度为8.85%，后改用足量的白磷实验测得氧气浓度为3.21%。①采用教材装置测定空气中氧气含量时，改用白磷能使测定结果较准确的原因是。②根据实验结果，你对燃烧条件的新认识是。7.题目：探究一：按照体积计算空气中氧气约占______%，一号化学兴趣小组的同学按照课本的实验装置做“测定空气中氧气的体积分数”实验，但测出的氧气体积分数明显偏小，设计改进实验(图1)【查阅资料】颜色、状态熔点/℃燃烧所需最低温度/℃密度/g⋅cm−3红磷暗红色固体5902402.34白磷白色固体44.1401.82(1)写出课本实验集气瓶中红磷发生反应的文字表达式，属于______反应。(2)课本实验测出氧气体积分数偏小的原因中：，。(3)对课本实验装置进行了如图1的改进。①把红磷更换为白磷，理由是；②通过粗铜丝来点燃玻璃管内的白磷，利用了金属铜的______性；③与课本实验装置相比，图1装置的一个优点是。探究二：二号化学兴趣小组设计了图2所示的装置，探究空气中氧气的体积分数，其中A是底面积为50cm2、高20cm的圆筒状玻璃容器(带密封盖)，上面标有以cm为单位的刻度，B是带刻度的敞口玻璃管(其他辅助装置略)。他们的操作过程如下：a.检查装置气密性；b.加水并调整B的高度，使A中的液面至刻度15cm处；c.将过量的铜粉平铺在惰性电热板上，盖紧密封盖。(提示：铜和氧气在加热的条件下反应生成氧化铜)d.通电加热铜粉，待充分反应后，冷却到原来的状况，调整B的高度使容器A.B中的液面保持水平，记录液面刻度。(注：A容器内固态物质所占的体积忽略不计)(1)在操作a中检查装置气密性的方法：往B中加水，使A.B液面保持水平，盖紧A的密封盖，再用手捂住A的外壁，若B中的液面上升，则气密性______(填“好”或“不好”)(2)在上述实验中，下列物质不能代替铜粉的是______(填字母)。A.红磷B.木炭C.硫(3)在操作d结束时，装置A中液面的刻度约为______cm(填整数)。如果在操作d结束时，装置A中液面刻度在11cm处，则实验结果比理论值______(填“偏大”或“偏小”)。