组卷网 > 初中化学综合库 > 身边的化学物质 > 空气 > 空气的组成 > 测定空气中氧气的含量实验的过程
题型:实验题 难度:0.4 引用次数:88 题号:16919522
“富氧空气“是指氧气含量高于普通空气的气体,可用于航天、医疗炼钢等。在2019年年末出现的“新型肺炎”重症患者的治疗上有一个重要环节为“高流氧呼吸”,其本质也和“富氧空气“差不多,化学兴趣小组欲混制“富氧空气”并开展探究,进行以下实验:

实验一:混制“富氧空气”用纯氮气及氧气,混制一瓶(集气瓶容积为250mL)氧气体积分数为40%的“富氧空气”。
(1)先在图甲装置中装满水,再从导管______(填“a”或“b”)通入,先通入氮气排出120mL水,再通入氧气排出______mL水。
实验二:测定“富氧空气”中氧气的含量;用如图乙装置测定“富氧空气”中氧气的含量(集气瓶中“富氧空气”体积为100mL,底部残留少量水,燃烧匙内有足量红磷)。操作如下:
I、往量筒内加入适量水,读出量筒内水的体积为V1mL;
Ⅱ、用电点火装置点燃红磷,充分反应;
Ⅲ、打开止水夹,待右侧量筒内液面不再变化时,排出气球中的气体,调节两边液面在同一水平面上,读出量筒内水的体积为V2mL。
回答问题:
(2)实验前,检查装置气密性的方法:______
(3)用符号表达式表示出操作Ⅱ中红磷燃烧发生的化学反应:______
(4)本次实验测得“富氧空气”中氧气的含量为______(用含 V1、V2的式子表示)。
(5)若读取V1时俯视,读取V2时仰视,则测得实验结果______(选填“偏大”“偏小”或“无影响”)。

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实验题 | 较难 (0.4)
【推荐1】某兴趣小组开展测定 密闭容器中氧气的体积分数的探究实验。
(一)用图1所示装置可用于粗略测定空气中氧气含量。

(1)写出红磷在空气中燃烧的化学符号表达式__________________
(2)集气瓶中水的作用是__________________ (任写一条)。
(3)测定结果显示密闭容器中氧气的体积分数明显小于21%,同学们猜测可能的原因是___________ (任写一条)。
(二)用传感器记录红磷燃烧测定空气中氧气含量的实验中集气瓶内压强、温度随时间的变化情况,如图2所示,其中a是打开弹簧夹的时刻。
(4)反应开始时压强增大的原因是______________________________
(5)选择测定空气中氧气含量的实验在反应物和生成物两方面应满足的条件是:反应物方面:_______________, 生成物方面: ___________
(6)实验测得集气瓶内初始气压为P0,a点集气瓶内的气压P ,已知相同条件下集气瓶中气体的压强与气体所占的体积成正比,则P0与P的关系式满足P=86% P0时,也就是当氧气体积分数低于_________________时红磷就无法继续燃烧。
(三)根据铁在空气中生锈(铁与氧气、水发生缓慢氧化生成铁锈)的原理设计了如下图所示的实验装置,再次测定空气中氧气含量。装置中饱和食盐水,活性炭会加速铁生锈。

测得实验数据如下表所示。
测量项目实验前实验后
烧杯中水的体积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

(7)根据表中数据计算,改进实验后测得的空气中氧气的体积分数是_______________ (计算结果精确到0.1%)。
(8)从实验原理角度分析改进后的实验结果比前者准确度更高的原因是:
①铁的缓慢氧化使集气瓶中的氧气消耗更物底,使实验结果更准确;
______________________________
2022-10-11更新 | 191次组卷
【推荐2】实验探究是学习化学的重要方法和手段。
探究一:为了研究植物的呼吸作用,小刚设计了如下图所示的装置。请你和小刚一起探究下列问题:
   
(1)实验时,广口瓶用不透光的黑纸包住,其目的是为了防止瓶内的植物进行______作用,对实验产生干扰。
(2)经过一段时间后,可以看到细玻璃管中的红墨水会______(选填“左移”“右移”或“不动”)。揭去广口瓶外的黑纸,观察到广口瓶中发生的现象是______,原因是_______
探究二:为测定空气中氧气的体积分数,小亮同学按下图中的甲装置进行了多次实验,发现每次实验测得的氧气体积分数总是远小于1/5。他认为实验误差主要是由实验装置造成的,于是他在老师的指导下改用乙装置进行实验。
   
实验操作步骤如下:
①连接仪器并检查装置气密性
②在量筒内加入100 mL水
③在集气瓶中加入少量水,使瓶内空气体积为250 mL,并画出体积大致相同的五格
④在燃烧匙内放入过量的红磷,塞紧瓶塞,关闭止水夹,接通电源使电烙铁发热,点燃红磷后,断开电源
⑤燃烧结束并充分反应后,打开止水夹,待量筒内水面不再下降时,记录量筒内水的体积为50 mL
(3)步骤4集气瓶中的现象________
(4)图中甲、乙两个装置中红磷必须过量的原因是_________
(5)与甲装置相比,乙装置中使用电烙铁点燃红磷可以减少实验误差,其原因是________
(6)根据本实验的数据,可计算出空气中氧气的体积分数为________
(7)小亮查阅资料后发现,引起本实验的误差除实验装置外,还与可燃物的性质有关。本实验中若用细铁丝代替红磷,你认为该实验能不能获得成功理由是________
2022-10-10更新 | 73次组卷
【推荐3】从二百多年前的简单定量到今天的数字化实验,“测空气中氧气含量实验”不断完善,同学们也在创新实践中传承着科学家严谨求实的科学精神。
【经典回顾】
二百多年前,法国化学家拉瓦锡利用定量的方法得出了空气中氧气的含量,揭开了空气神秘的面纱。
【传承发扬】
仿照这个历史上著名实验的原理,引入数字化实验手段,优化实验。化学小组的同学在老师的帮助下设计了如图1的实验装置,用三个不同的传感器测定装置内温度、氧气浓度和压强的变化趋势,如图2所示。

(1)写出图1中红磷燃烧的文字表达式______,生成物的化学符号______
(2)图2中曲线X是装置内压强变化的趋势,A点进行的操作是______
(3)图2中曲线Y是由______(填“温度”或“氧气浓度”)传感器测定的。
(4)该实验与教材实验相比较,优点是______(答一点即可)。
【实践创新】
化学小组的同学查阅资料发现食品包装中的脱氧剂能吸收氧气,于是他们利用脱氧剂来进行如下实验。

步骤:
I 如图3玻璃管中的脱氧剂分布紧密,BO段封存的空气体积为V1
II如图4水平滚动玻璃管,使脱氧剂平铺开,水滴不再移动时,BC段体积为V2
III计算出V2与V1的比值。
结论:V2与V1的比值约为20.94%,即空气中氧气含量约为20.94%。
(5)反思:
①步骤I中若脱氧剂粉末分布不够紧密,就会使实验结果______(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
②步骤II中“使脱氧剂平铺开”的目的是______
2022-10-11更新 | 150次组卷
共计 平均难度:一般