组卷网 > 初中化学综合库 > 身边的化学物质 > 空气 > 空气的组成 > 拉瓦锡测定空气组成的实验
题型:实验题 难度:0.4 引用次数:140 题号:12677960
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 无法观察装置中气体体积的变化
D 得到的红色氧化汞粉末加热分解的气体体积+剩余气体体积=原空气体积
(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.现代化学实验可以更多地借助数字化仪器,某科学兴趣小组利用数显设备、气压传感器等对课本实验进行进一步探究:
兴趣小组对“测定空气中氧气含量”的实验进行了如图的探究,实验步骤如下:

①检查装置气密性良好,调节右边敞口容器和集气瓶里的水面相平,此时集气瓶内气体的体积为V1关闭活塞;
②点燃燃烧匙内的足量的红磷,立即塞紧瓶塞;
③待火焰熄灭并冷却后,过一段时间打开活塞,观察到集气瓶中的水位上升。待集气瓶内的水面不再上升时,集气瓶内的气体体积为V2
④然后向右边容器内加入一定量的水至两边水面再次相平,此时集气瓶内的气体体积为V3
在点燃红磷至打开活塞这一过程中,观察到数显设备显示集气瓶内的气体压强先上升后下降,再趋于稳定。
请回答:
(1)红磷燃烧的文字或符号表达式为________
(2)数显设备显示,开始一段时间内集气瓶内的气体压强上升,这是因为温度升高导致的气压变化量________(选填“大于”、“等于”或“小于”)氧气量减少导致的气压变化量。
(3)基于数显设备显示的气压变化,“过一段时间打开活塞”中的“一段时间”指的是火焰熄灭后到________所经历的时间。
(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)。
(5)在整个实验过程中,集气瓶中减少的氧气体积为________(用“V1、V2、V3”的关系式表示)。
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)和导管的容积
体积/mL80.049.0150.0
(6)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%)。

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实验题 | 较难 (0.4)
【推荐1】某化学兴趣小组对“空气中氧气含量的测定”展开学习。
【经典回顾】二百多年前,法因化学拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分(实验装置如图1)。

(1)关于该实验的说法不正确的是___________(填字母)。
A.汞俗称水银,常温下呈液态,安全无毒
B.汞槽中的汞可以使钟罩内形成密闭空间
C.反应生成的氧化汞是固态,不影响压强
D.生成的氧化汞隔绝空气加热又能得到汞和氧气

【实验回顾】实验室常用图2所示的方法测定空气中氧气的含量。
(2)红磷燃烧的符号表达式为___________
(3)利用此装置进行实验时,在集气瓶外点燃红磷,一方面会造成空气污染,另一方面伸进集气瓶速度慢了会使实验测定结果___________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
(4)该实验选择红磷的原因:①生成物不是气体;②___________
【实验改进】利用如图3所示的改进装置进行探究。先在容积为200.0mL的集气瓶里装进50.0mL的水,再在量筒内装入100.0mL的水,然后按图连好仪器,接通电热棒,红磷立即被点燃。
(5)实验结束时量筒内剩余水的体积是73.0mL,通过以上数据测得空气中氧气含量为_____%。
(6)用图3装置进行探究,与图2装置比较,优点是___________
(7)在150mL集气瓶里装满水,塞紧胶塞并关闭活塞b,打开活塞a通入氧气,把瓶里的水排入量筒,当量筒内的水达到设定的体积后立即关闭活塞,然后打开活塞b通入空气,把瓶的水全部排入量筒。若要收集一瓶含氧气的体积分数约为60%的气体,则通入氧气的体积是___________mL。
2023-10-18更新 | 138次组卷
实验题 | 较难 (0.4)
【推荐2】化学是一门以实验为基础的科学。1774年拉瓦锡用精确的实验研究了氧化汞的合成和分解实验。请写出氧化汞受热分解的化学方程式___________
某兴趣小组对“化学反应前后物质的质量关系”进行探究,实验方案如下:

【分析交流】
(1)下列有关方案A的说法正确的有___________(填序号)。
A.细沙的作用是防止红磷燃烧放热,使锥形瓶炸裂
B.玻璃管在伸入锥形瓶之前要在酒精灯上加热,目的是引燃红磷
C.红磷燃烧的现象是产生大量白烟
D.实验过程中气球先变大后变小
(2)方案A中,气球的作用是___________,红磷燃烧的化学方程式为___________
(3)方案B中铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,化学反应方程式为___________
两个方案反应前后天平均保持平衡,说明上述两个化学反应前后物质的总质量不变。
【查阅资料】
①CuSO4是易溶于水的白色固体粉末
②CuSO4溶液和NaOH溶液反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠溶液
③CuSO4溶液和Ba(NO3)2溶液反应生成硫酸钡沉淀和硝酸铜溶液
【实验探究】CuSO4可以作为过氧化氢分解的催化剂
(4)要证明CuSO4对H2O2分解具有催化作用,除需证明CuSO4能改变H2O2分解的速率外,还需证明CuSO4在化学反应前后的质量和___________不变:
(5)为探究CuSO4在化学反应前后的质量是否发生改变,实验小组同学设计了如下实验:称量ag的CuSO4粉末,除了托盘天平,还需要的仪器是___________,将称量好的CuSO4加入到一定量的H2O2溶液中,充分反应后的全部溶液继续进行以下实验,实验过程中部分步骤已省略,每一步反应都充分进行,损耗忽略不计,流程如图所示:

若CuSO4在化学反应前后质量未改变,则该实验需满足的定量关系为:a=_______(用mn表示)。
2023-11-22更新 | 187次组卷
实验题 | 较难 (0.4)
【推荐3】某兴趣小组计划对空气成分进行探究,以下是他们的实验设计方案:

(1)除去二氧化碳和水蒸气:装置和操作步骤略。
(2)除去氧气:该小组根据教材中拉瓦锡研究空气成分的实验原理,除去了(1)中得到的气体中的氧气。在拉瓦锡的经典实验中(装置如图),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 无法观察装置中气体体积的变化
(3)分析误差:该小组按设计方案得到的氮气密度(假设要除去的气体均已除净)与氮气的实际密度有误差,产生误差的原因是_______
(4)拓展与延伸:实验室如何制取氮气呢?请阅读资料并回答下列问题:
资料:
1.重铬酸铵为橘黄色粉末,加热至180时可分解得到氮气;
2.氮气的化学性质不活泼,常温下很难跟其他物质发生反应。但在高温或点燃条件下可与某些物质反应,如:镁能够在氮气中燃烧。

①仪器B的名称是______
②利用上述仪器和重铬酸铵在实验室制取少量氮气,其发生装置应选择的仪器有_____(填序号),还必须补充的一种仪器是_____。若用上述装置制氧气,反应的化学方程式为____
③根据已有知识,收集氮气只能用____法,理由是______。该小组欲进行镁在氮气中的燃烧实验,现收集一瓶含水约1/5体积的氮气,该如何操作______
2020-01-09更新 | 101次组卷
共计 平均难度:一般