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题型:科学探究题 难度:0.4 引用次数:60 题号:20907534
某学习小组对人体呼出气体的成分进行探究。
【知识回顾】
(1)供给生物呼吸是氧气的重要用途,吸入的空气中氧气的体积分数约为______
(2)红磷在空气中燃烧的化学符号表达式为______
【粗略测量】

打开弹簧夹K1、K2,缓慢将袋中的气体全部排出。读出量筒中液体体积为V1mL。
关闭弹簧夹K1、K2,用激光笔照射白磷,白磷剧烈燃烧。待装置和气体冷却,打开K2,读出量筒中液体体积为V2mL。
(3)检查装置气密性。在医用输液袋中装入VmL呼出气体,为保证精确性,收集气体前输液袋应该______处理。如图一所示,集气瓶中装入VmL足量NaOH溶液以充分吸收CO2,带孔燃烧匙内装入足量白磷(通常条件下,白磷与NaOH溶液不反应)。连接成如图二所示装置,则方框内最合适的装置是______(在图一中选择)。
(4)数据分析:人体呼出气体中,氧气的体积分数可表示为______×100%;若二氧化碳体积分数大于0.03%,则理论上可证明呼吸作用产生了CO2
(5)粗略测量时万能瓶中装入氢氧化钠溶液VmL,如果没有装满瓶子,结果______(填“会”或“不会”)带来误差。
【精密测定】如图三所示,把O2、CO2、湿度(测水蒸气)传感器探头放入有少量空气的保鲜袋中,打开仪器开始采集数据,然后向袋内呼出气体。采集的数据如图四所示,纵坐标均为某气体体积分数(%),横坐标均为时间(s)。据图回答:


(6)表示O2体积分数变化的曲线是______(填“X”“Y”或“Z”)。
(7)Y曲线60s之后逐渐下降,可能原因是______

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科学探究题 | 较难 (0.4)
【推荐1】某化学兴趣小组在做“铁在氧气中燃烧”的实验时,进行了一系列探究活动,请你一同参与。
【探究一】铁丝燃烧是否需要纯氧。
【实验内容】取长短相同,直径均为0.38mm的铁丝,分别在体积分数为90%,70%,60%,55%的O2中实验。
【实验现象】
氧气含量90%70%60%55%
实验现象燃烧剧烈,燃烧时间长,效果好燃烧比90%弱,燃烧时间短,实验成功燃烧比70%弱,燃烧时间更短,实验成功难以燃烧,只是发红
(1)实验中所用的不同体积分数的氧气可用______收集(填“向上排空气法”或“排水法”)。
(2)若用如图装置收集一瓶(150mL)含氧气的体积分数约为60%的气体,方法是在150mL集气瓶里装满水,塞紧橡胶塞并关闭活塞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a,然后打开活塞b通入空气,把瓶里的水全部排入量筒,则停止通入氧气时量筒内水的体积约为______(提示空气中氧气的体积分数约为五分之一)。
   
A 25mL   B 40mL   C 60mL   D 75mL
【结论】就0.38mm铁丝而言,燃烧所需氧气的最低体积分数为______,且氧气浓度越大,燃烧越______(填“剧烈”或“不剧烈”)。
【拓展】小明指出上述关于铁丝燃烧所需氧气最低浓度的结论不合理,理由是______
【探究二】铁丝燃烧产生火星四射的原因
【查阅资料】
①日常生活中的钢铁制品都含有少量碳杂质;
②含碳细铁丝燃烧时,其中的炭粒生成的CO2气体在熔融液态物质中形成气泡,熔融液态物质因气泡炸裂引起“火星四射”的现象。
【实验内容】取长短相同、直径均为0.20mm、含碳量不同的铁丝分别在足量的氧气中燃烧,观察现象。
   
(1)下表是他将几种铁丝放入氧气中燃烧时的实验现象的记录。请你分析完成下表:
物质纯铁丝含碳0.05%的铁丝含碳0.2%的铁丝含碳0.6%的铁丝
燃烧现象无火星四射现象,熔断剧烈燃烧极少火星剧烈燃烧少量火星______
(2)通过以上实验,说明铁丝燃烧产生火星四射现象和______(填元素符号)有关。
2021-03-21更新 | 389次组卷
【推荐2】小明发现装有膨化食品的包装袋内都充有一定量的气体。他和同学对所充气体的作用及成分产生了好奇,于是进行了如下探究。
探究一:包装袋内的气体成分是什么?
【猜想与假设】包装袋内的气体为:猜想1:氧气;猜想2:氮气;猜想3:二氧化碳;猜想4:二氧化硫;猜想5:空气。
通过分析,大家认为猜想1是错误的,理由是氧气的化学性质比较______(填“活泼”或“不活泼”),易与食品发生缓慢氧化而变质;猜想4也是错误的,理由是:______
【查阅资料】
①镁能与氧气在点燃条件下反应,生成物常温下不溶于水也不与水反应;
②镁也能与二氧化碳在点燃条件下反应,生成一种黑色单质和一种金属氧化物;
③镁还能在氮气中燃烧,反应生成氮化镁(Mg3N2)固体,
④氮化镁在常温下能与水反应生成能使无色酚酞溶液变红的物质。
【进行实验】
实验一:抽取包装袋内气体一瓶,向其中加入一定量的澄清石灰水,振荡,观察不到石灰水变浑浊的现象,小明据此推断只有猜想2成立。小红不同意此结论,理由是______
实验二:另抽取包装袋内气体一瓶,将燃着的木条伸入瓶中。观察到木条立即熄灭,小组同学据此判断猜想_______不成立,猜想2成立。
为进一步确认猜想2成立,小组同学进行了实验三:
实验操作实验现象结 论
①另取一瓶包装袋内的气体,向其中伸入燃着的镁条,观察现象;镁条燃烧,发出耀眼的白光;猜想2成立
②取少量反应后的固体,加入足量的蒸馏水中,并滴入酚酞溶液,观察现象。现象是:______
【实验反思】写出上述实验操作①中的一个反应文字表达式(或化学方程式)_______
【拓展延伸】
①明明同学将镁条打磨成光亮的银白色后,利用如图进行测定空气中氧气含量实验。将镁条点燃后迅速伸入盛有空气的集气瓶中,反应完全,冷却至室温后打开止水夹,发现进入集气瓶中的水体积约为其容积的70%,可能原因是_______

②在做测定空气中氧气的体积实验时______(填“能”或“不能”)用镁条替代红磷做实验。
2023-03-11更新 | 229次组卷
科学探究题 | 较难 (0.4)
【推荐3】一班同学对探究影响反应快慢的一些因素的收集了相关数据(常温通常指20℃;)

实验序号

过氧化氢溶液浓度/%

过氧化氢溶

液质量/g

温度/℃

二氧化锰用量/g

氧气体积/ml

反应所需时间/s

a

5

12

20

0.2

125

11

b

30

12

20

0.2

125

2

c

30

12

40

/

125

148

d

30

12

90

/

125

82


(1)通过实验a和b对比可知,化学反应快慢与________有关;通过对比实验可知,化学反应快慢与温度的关系是_______
(2)对于过氧化氢分解制取氧气,硫酸铜溶液和硫酸铁溶液也有一定的催化作用,为比较硫酸铁和硫酸铜对过氧化氢分解的催化效果,甲乙两组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。请回答相关问题∶

①图甲,可通过观察________定性比较两者的催化效果。
②图乙(装置气密性良好),要定量比较两者的催化效果,可测量______
③乙装置还可知生成的氧气的质量(装置气密性良好).下列分析错误的是______
A、通过测定氧气的体积计算氧气的质量
B、注射器中收集到的气体是氧气
C、反应后,共生成了80mLO2
D、反应后需要等装置冷却到室温再读数。
(3)小亮发现收集的氧气占集气瓶容积的60%(空气占40%)时,就能使带火星的木条复燃。那么,使带火星的木条复燃的氧气浓度的最低值是多少呢?
小亮对此展开探究。
第一组实验∶取5个集气瓶,编号为①-⑤,分别装入占总容积10%,20%,30%,40%,50%的水。用排水法收集氧气,恰好把5个集气瓶中的水排出去,将带火星的木条依次插入5个集气瓶中,记录实验现象。小亮在第一组实验的基础上又做了第二组和第三组实验,三组效验的数据和现象见下表:

第一组

第二组

第三组

集气瓶编号

收集的氧气占总容积的体积

10

20

30

40

50

31

33

35

37

39

34

带火星的木条的状况

微亮

很亮

复燃

复燃

很亮

很亮

复燃

复燃

复燃

很亮

请根据实验回答下列问题∶
①用带火星的木条验满氧气的方法是否可靠?______(填“是”或“否”)。
②集气瓶中氧气的体积分数=收集的氧气占容积的体积分数+瓶中空气占容积的体积分数×____%。
③收集的氧气占容积的体积分数最低为_____%时,可使带火星的本条复燃,这时集气瓶中氧气的体积分数为______%(计算结果保留整数)
④用带火星的木条直接检验过氧化氢受热分解产生的氧气时,往往难以复燃,这是由于加热生成氧气同时产生大量水蒸气所致,此时混合气体中氧气的体积分数随温度变化的曲线如图所示。若只考虑氧气的的体积分数对实验结果的影响,欲使带火星的本条复燃,应将加热过氧化复的最高温度控制在_______℃。
⑤采取“半值法”探究能减少实验次数。例如,第一组实验若按③和④的编号顺序进行实验,即可确定下一组实验收集的氧气占容积的体分数应在30%至40%之间,从而省去编号为①②⑤的实验.同理,第二组可以省去的实验编号为________
2021-09-02更新 | 279次组卷
共计 平均难度:一般