组卷网 > 初中化学综合库 > 身边的化学物质 > 空气 > 空气的组成 > 测定空气中氧气含量的实验误差分析
题型:科学探究题 难度:0.4 引用次数:84 题号:11506005
空气中氧气含量测定的再认识。
【实验回顾】实验室常用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的含量(装置如图1),写出红磷燃烧的符号表达式:_____。兴趣小组用该方法测出的氧气含量常远远低于21%。

【提出问题】用红磷燃烧的方法为什么不能准确地测定空气中氧气的含量?
【进行猜想】(1)装置漏气;(2)_____,装置内氧气有剩余;……
【实验探究1】小明查阅资料知铁在潮湿的空气中能与氧气和水反应生成铁锈。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2),通过7天测得的数据计算空气中氧气的含量为19.13%。

【交流与反思】与用红磷燃烧的方法相比,用铁丝生锈的方法测定的主要优点有:_____(答案合理即可)。
【实验探究2】为了加快反应速率,小明通过查阅资料,利用铁粉、炭粉、氯化钠等物质又进行了实验(装置如图3),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
131 mL90.0 mL63.6 mL


请计算出空气中氧气含量_____(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[铜绿的主要成分为Cu2(OH)2CO3],若将图2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:_____(填“能”或“否”);_____

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科学探究题 | 较难 (0.4)
【推荐1】空气中氧气含量测定的再认识.
                                   
             
(1)【经典赏析】拉瓦锡用定量的方法研究空气的成分(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.能将密闭装置内空气中的氧气几乎耗尽
C.在汞槽中起到液封的作用     
D.生成的化合物加热分解又能得到汞和氧气
(2)【实验回顾】实验室常用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的含量(装置如图2),写出红磷燃烧的符号表达式________________。图2中集气瓶底部的水的作用为_________。(填字母)
A.吸收有害物质            B.降温,快速冷却               C.保护瓶底
但是用该方法测出的氧气含量常常低于21%。
(3)【提出问题】用该方法测出的氧气含量为什么低于21%?
【进行猜想】①____________;②____________,装置内氧气有剩余;       
(4)【实验与交流】为了帮助同学们更好地理解空气中氧气含量测定的实验原理,老师利用传感器技术定时测定了实验装置(如图5)内的压强、温度和氧气浓度,三条曲线变化趋势如图6所示。其中X曲线表示的是_____(填“温度”或“氧气的浓度”);
【反思拓展】结合X、Y两条曲线,解释如图6中BC段气压变化的原因是_______________
(5)【实验探究1】已知,铁丝在纯氧中才能燃烧,反应的符号表达式为________________,一般不能在空气中燃烧,因此无法用铁丝代替红磷进行该实验。小明根据铁生锈的原理(铁在常温下可以和氧气、水生成铁锈)来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】与用红磷燃烧的方法相比,用铁丝生锈的方法的主要优点____(填字母)。
A.装置内残留的氧气更少            
B.反应更彻底,实验结果更准确
C.铁丝生锈比红磷燃烧反应更快       
(6)【实验探究2】小明利用铁粉、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下表:请计算出空气中氧气含量________(计算结果保留一位小数)。相对于实验探究1,实验探究2改进的目的是_______________________   

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

131mL

90.0mL

63.6mL

(7) 【拓展延伸】铜能与空气中氧气、水、二氧化碳反应生成铜绿[其主要成分为:
Cu2(OH)2CO3]。若将图3中的铁丝换成足量的铜丝,能否比较准确地测定空气中氧气的含量_____________,理由____________(填字母)
A.空气中CO2含量只有约0.03%,铜不能将装置内的氧气几乎耗尽
B.铜丝反应比铁丝快          
C.反应更彻底
2017-11-22更新 | 198次组卷
科学探究题 | 较难 (0.4)
【推荐2】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。

(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_______
【实验2】利用图2甲装置测定空气中氧气的含量并结合现代传感器技术,测得过程中容器内气体压强、温度、氧气浓度随时间的变化趋势如图乙所示。

(2)根据图2乙中所测氧气浓度的变化趋势,下列说法正确的是_______
A 反应结束后容器内的氧气已全部被消耗
B 红磷有剩余的原因是容器内氧气的体积分数小于一定值时,红磷无法继续燃烧
C t2后氧气浓度略微上升的原因之一是因为止水夹右侧导管中的空气进入了集气瓶中
(3)根据图2乙所测的压强变化曲线,解释AB段气体压强变化的原因是_______
(4)若用实验1的装置进行实验,需要寻找红磷的替代物,该替代物应满足的条件___(写两点)。
2021-01-22更新 | 79次组卷
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【推荐3】建构合理的思维模型,既能促进深度学习,又能提高思维品质。小科建构了“两组分混合物含量测定”的思维模型。

运用该模型对教材中“测定空气中氧气含量”的实验进行了再探究:忽略含量很低的其它物质,空气可以看成由氮气和氧气组成的两组分混合物。
【探究一】根据沸点低的组分先汽化的性质,测定混合物中某组分的含量。
(1)将空气转变为液态空气,液氮先汽化。从建模角度分析,该操作属于上述思维模型中的______
【探究二】根据混合物中某组分发生化学反应,测定混合物中某组分的含量。
(2)按图甲装置测定空气中氧气含量时,止水夹最合理的打开时间是______(填“反应刚结束时”或“冷却到室温时”)。该实验中,红磷要足量的目的是______,红磷燃烧的文字表达式为______

【交流评价】(3)已知:在空气中点燃石蜡,会生成水和二氧化碳等物质。小科用足量石蜡替换红磷,规范操作后,测得的氧气含量将______(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
【继续探究】(4)运用上述思维模型,小科又设计了图乙的实验装置,简述其“测定空气中氧气含量”的原理______
2021-10-18更新 | 109次组卷
共计 平均难度:一般