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题型:科学探究题 难度:0.4 引用次数:154 题号:5514492
空气中氧气含量测定的再认识。
       
【经典赏析】拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分(装置如图1),通过该实验拉瓦锡得出了空气是由氧气和____________(填物质名称)组成的,其中氧气约占空气总体积的1/5。
【实验回顾】
(1)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),兴趣小组用该方法测出的氧气含量常常远低于1/5。其原因可能是:装置漏气;红磷量不足,装置内氧气有剩余;___________________
(2)由于红磷在空气中点燃后才放入集气瓶内,实验缺陷:①测定结果不准确;②___________
【提出问题】能否设计一套实验装置以解决上述缺陷?
【实验改进】
改进一:兴趣小组同学,设计了如图3所示装置:用一个100mL量筒倒扣在水中,使量筒内外液面均位于40mL处,量筒内浮着一个贴有银片的小木块,银片上放有足量白磷,将整套装置置于垫有________(填仪器名称)的铁架台的铁圈上加热。一会儿,白磷发生燃烧,量筒内液面上升,向烧杯内加水直至量筒内外液面相平,读出此时液面所对刻度。
(3)放白磷的平板用银做的原因是:银的___________(填物理性质)性好,易将白磷温度升高,且化学性质稳定;
(4)最终,液面大约位于量筒刻度_____mL处;白磷燃烧的文字表达式为___________
改进二:兴趣小组同学又进行了大胆改进,设计图4(选用容积为40mL的的试管作反应容器,注射器活塞初始位置为20mL处,注射器空间为20mL,活塞与内壁摩擦力及连接管空间容积忽略不计)实验方案进行,收到了良好的效果。
(5)兴趣小组同学装配好图4装置,确认气密性良好后,将弹簧夹松开,直接给足量的红磷加热,红磷燃烧后,一开始活塞的运动方向为__________,反应完全并冷却后,注射器活塞最终将停留在约为_____mL(填整数)刻度处。
【交流反思】
(6)对照图2,改进后的实验装置有何优点__________(答一点即可)。

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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。
(经典赏析)教材中介绍了拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分(实验装置如下图)。

该实验中选择使用汞的优点有______(填序号)。
A.实验过程中没有污染
B.在汞槽中起到液封的作用
C.生成的物质加热分解又能得到汞和氧气
D.能将密闭装置内空气中的氧气几乎耗尽
【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(装置如下图所示),写出红磷燃烧的文字表达式______。兴趣小组用该方法测出的氧气含量(按体积计)常常远低于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;
……
【实验与交流】在老师的指导下,小明进行了多次实验,发现当燃烧过程中,氧气的体积分数低于7%时,红磷无法继续燃烧。因此通过上述实验,测量结果与理论值误差较大。
【实验探究1】小明根据铁生锈的原理(铁生锈是铁的缓慢氧化,是铁与空气中的氧气、水发生化学反应的过程),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(装置如下图所示)。通过7天测得的数据计算出空气中氧气的含量(按体积计)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及原因:______
【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(装置如下图所示)。

8min后测得的数据如下表:
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(按体积计)______(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(铜绿的主要成分为碱式碳酸铜)。若将【实验探究1】所用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:______
2022-12-01更新 | 153次组卷
科学探究题 | 较难 (0.4)
【推荐2】“空气中氧气含量测定”再研究。
【回顾历史】
(1)1774 年,法国化学家___________通过用金属汞在空气中加热生成氧化汞等实验,第一次明确得出空气是由氧气和氮气组成的结论。
(2)如图为汞与氧气反应的过程的微观示意图,请在方框内画出正确的图示______

【重温教材】实验室常用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的含量( 如图),若实验成功,可以看到的现象是____________,反应的文字(或符号)表达式为__________
科学证明用该方法测得的氧气含量常常远低于理论值。
【提出问题】用红磷燃烧的方法为什么不能准确测定空气中氧气的含量?
【进行实验】查阅资料后,兴趣小组同学进行如下实验:
(1)将数显设备(电脑等)、三种传感器(压强、温度、O2 浓度)、测量装置(容器内装 有蒸馏水)按下图所示进行连接。

(2)测定前,打开导管止水夹,向烧杯内加入适量的水,双手紧贴蒸馏水瓶外壁,观察到__________,则说明装置气密性良好。
(3)打开蒸馏水瓶瓶口橡皮塞,加水并调节使蒸馏水瓶和烧杯内液面相平,关闭活塞,打开并调试好传感器和数显设备。将燃烧匙中足量红磷点燃,迅速伸入瓶中并塞紧橡皮塞。燃烧结束,装置冷却到室温后,打开导管止水夹,待瓶内液面不再上升后再向烧杯内加入一定量的水,使烧杯和瓶内的液面相平。数显设备上得到的曲线图(纵坐标为O2浓度,横坐标为时间,压强和温度曲线仅表示该段时间内对应的变化情况)如图所示:

【数据分析】
(1)根据上图判断,压强曲线上________点表示红磷在瓶中开始燃烧。
(2)压强曲线___________(选填“BC”“CD”)段降低原因主要与氧气含量减小有关;压强曲线________点表示完全冷却并打开导管止水夹。
(3)压强曲线EF段略低于OA段的原因是___________
【实验结论】用红磷燃烧的方法不能准确测定空气中氧气含量的原因是______________
2021-11-08更新 | 209次组卷
科学探究题 | 较难 (0.4)
【推荐3】空气中氧气含量测定的再认识.
【经典赏析】教材中介绍了拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分(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 在汞槽中起到液封作用
C 生成的化合物加热分解又能得到汞和氧气
D 能将密闭装置内空气中的氧气几乎耗尽
【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 ___________ .兴趣小组用该方法测出的氧气含量常常远低于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;(3)…
【实验与交流】在老师的指导下,小明分别用过量的红磷和白磷进行该实验,用测氧气浓度的传感器测得反应后装置内氧气浓度分别为8.85%和3.21%,
【实验探究1】小明根据铁生锈的原理(铁能与空气中的氧气反应),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3)

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及原因:装置内残留的氧气更少,实验结果更准确;但是反应所需时间太长。

【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(NaCl)等物质又进行了实验(装置如图4),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

131mL90.0mL63.6mL
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,选择铁粉、炭粉、氯化钠(NaCl)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],其相对分子质量为 _____ .
若将图3装置中的粗铁丝换成足量的铜丝进行实验,请判断 ___________ (填“能”还是“不能”)比较准确地测定空气中氧气的含量,并说明理由 _____________
2016-11-28更新 | 142次组卷
共计 平均难度:一般