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实验的改进
题型:科学探究题 难度:0.4 引用次数:138 题号:11879913
兴趣小组想深入探究人体呼出气体的成分,进行如下活动:

【活动一】探究人体呼出气体中是否含有CO2
向装有呼出气体的集气瓶中滴加少量澄清石灰水,振荡后观察到__________
结论:人体呼出气体中含有CO2
【活动二】探究人体呼出气体中CO2的体积分数(已知:CO2能与NaOH反应)
兴趣小组同学用图1所示装置进行实验。(锥形瓶内充满人体呼出的气体)实验前注射器内液体体积为50mL,向锥形瓶内注入少量液体后,注射器内的液体开始被自动吸入锥形瓶,完全反应后,注射器内NaOH溶液的体积为30mL。
结论:人体呼出气体中CO2的体积分数为__________
【活动三】探究人体呼出气体中O2的体积分数
兴趣小组同学用图2所示装置进行实验。(注射器及玻璃管内充满人体呼出的气体)
1实验中需反复推拉注射器的目的是____________
2在操作中如何判断装置中的O2是否反应完?__________
结论:人体呼出气体中O2的体积分数为16%。
【实验反思】①活动三所用方法与教科书上“测定空气里O2的含量”的方法相比,优点是: _________(答一点即可)。
②小组同学准确测量人体呼吸前后气体的体积分数如下表所示:

氮气氧气二氧化碳其他
呼入气体78%21%0.03%0.06%0.91%
呼出气体75%15%3.68%5.44%0.88%
你认为呼吸过程中,氮气含量减少的原因是__________

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【推荐1】二百多年前,法国化学家拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分。仿照这个历史上著名实验的原理,我们可以用图1所示装置来测定空气中氧气的含量,请写出红磷燃烧的符号表达式 _________________ ,该反应属于 _________________ 反应(填一种基本反应类型)。

【提出问题】用红磷燃烧的方法为什么测出的氧气含量远低于21%?
【分析讨论】(1)实验装置漏气;(2) _______________ ,导致装置内氧气有剩余;(3)……
【实验与交流】在老师的指导下,同学们查阅了白磷、红磷等物质燃烧需要的最低含氧量如下:
资料1:
可燃物名称红磷白磷蜡烛
最低含氧量/%8.04.016.0

甲、乙、丙三个小组分别用上述过量红磷、白磷、蜡烛三种物质进行该实验,用测氧气浓度的传感器测得反应后的氧气浓度分别为8.85%、3.21%、16.7%,数据与表中的理论值基本一致。其中蜡烛燃烧后用测一氧化碳浓度传感器测算一氧化碳浓度约为2%。
资料2:蜡烛或者木炭在密闭的集气瓶中燃烧,氧气浓度会不断变小,会有一氧化碳气体生成。常温下一氧化碳难溶于水,且不与澄清石灰水反应。根据以上信息回答下列问题:
(1)白磷和红磷相比,使用白磷能使结果更准确,其原因是 ______________________
(2)请写出木炭燃烧的符号表达式 _________________ ;有同学提议选用木炭替代红磷做实验,在集气瓶底部预先放少量澄清石灰水吸收生成的二氧化碳气体,小华觉得不可行,其主要原因是 ________________
【实验改进】小邹同学改进了教材中的实验,设计出了如图2所示的实验装置。实验步骤如下:
①如图2所示,连接仪器,检查装置的气密性,发现装置的气密性良好。
②在集气瓶里装进a体积的水,燃烧匙里放一块白磷(白磷燃烧所需要的最低温度是40℃),按图示装置把集气瓶中的空气密封起来。(注:集气瓶内的长导管已伸到了瓶底)。
③用力把预先加热过的玻璃棒按下与白磷接触,观察到白磷立即燃烧,产生大量白烟,放出大量的热。
④待白磷燃烧熄灭后,振荡集气瓶,白烟消失。
⑤待集气瓶完全冷却至室温,量出集气瓶中水的体积是b,整个集气瓶的体积是c。
⑥根据a、b、c三个数据,计算出空气中氧气的体积分数。根据以上信息,回答下列问题;
(1)在白磷开始燃烧到最后熄灭的过程中,集气瓶内水面的变化情况是 _______
(2)若实验非常成功,当c为500mL,a=100mL,则b= _______ mL。
(3)组内成员小张对“实验前集气瓶里要装进适量a体积的水”非常不理解。咨询了组长小明之后,他终于明白“a体积的水”的作用,其一是为了加快步骤⑤中集气瓶的冷却速度;其二则主要是 ______________
(4)在上述实验中,下列操作的实施和实验现象的出现,会导致实验最后产生的实际值大于理论值的是 _______________ (填字母)。
A用蜡烛代替白磷
B集气瓶没有冷却到室温
C实验前集气瓶里没有装a体积的水
2019-11-09更新 | 84次组卷
科学探究题 | 较难 (0.4)
【推荐2】是不是只有纯净的氧气才能使带火星的木条复燃?为测量能使带火星木条复燃的最低氧气体积分数,同学们设计并完成了探究实验。
①取容积为300mL的集气瓶一个,用注射器注入100mL的水后,倒放入水槽中。
②用导管将纯净的氧气缓缓通入集气瓶,当瓶中水恰好排尽时,移走导管,将集气瓶加盖毛玻璃片后从水槽中取出。
③将带火星的木条伸入集气瓶中,观察木条是否复燃。
④将集气瓶中注水量由100mL改为80mL、60mL、40mL,重复实验步骤。
⑤实验相关数据及现象记录如表,请回答:
集气瓶编号瓶内预先注入水的体积/mL瓶内空气体积/mL瓶内气体中氧气的体积分数/%木条能否复燃
1100200                            
28022042.1
36024036.8不能
4402631.5不能
(1)表中1号集气瓶内氧气体积分数_____(用百分数表示,精确到小数点后1位);
(2)集气瓶中注水量分别为100mL、80mL、60mL、40mL,选择这样有一定数量关系的数值进行实验,好处是_____
(3)可得的实验结论是______
(4)实验后若想得到更为精确的实验结果,应该进行的操作是_____
2020-09-26更新 | 96次组卷
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【推荐3】二百多年前,法国化学家拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分,仿照这个历史上著名实验的原理,我们可以用图1所示装置来测定空气中氧气的含量。

(1)图1实验中观察到:红磷燃烧,产生________;打开弹簧夹后________,产生此现象的原因是_______;该实验的结论是______;发生反应的文字表达式为______
(2)用红磷燃烧的方法为什么测出的氧气含量远低于21%?
①实验装置漏气;
__________,导致装置内氧气有剩余;
③…
(3)若用木炭替换红磷进行实验,测得木炭充分燃烧过程中“压强时间”关系下图右,其中P0是集气瓶内初始气压;P1和P2是反应结束后恢复到室温时两瓶内的气压。

①反应开始时,集气瓶中压强瞬间变大的原因是__________
②实验测得P1=P0,说明木炭在氧气中燃烧生成物状态是_______态;
③若用上图图1做空气中氧气体积分数测定的实验(用木炭代替红磷),你认为实验结束后广口瓶中出现的现象可能是_____
【实验拓展】某校研究性学习小组用图2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%。
(4)实验过程中,若弹簧夹未夹紧,则进入集气瓶中的水会_____(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
(5)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还一定有氮气,其理由是_____
【提出问题】氮气是怎样减少的呢?
【作出假设】氮气是与镁条反应而减少的。
【查阅资料】a.镁条在空气中燃烧时,不仅与空气中的氧气反应生成氧化镁,还能与氮气反应生成氮化镁;
b.镁条除了能与氮气反应,还可以在二氧化碳气体中燃烧生成碳和氧化镁,请你写出该反应的文字表达式______
【验证实验】用坩埚钳夹持镁条,点燃后迅速伸入盛有氮气的集气瓶中,镁条燃烧,发出暗红色火焰,生成淡黄色粉末,并放出大量的热。
【得出结论】镁条能在氮气中燃烧生成固体氮化镁。
【实验反思】通过以上实验探究,我们可以知道用于测定空气中氧气含量实验时,(6)选择实验药品要注意什么(写两点): _______________
2021-10-12更新 | 131次组卷
共计 平均难度:一般