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)。
【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
【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
(3)放白磷的平板用银做的原因是:银的
(4)最终,液面大约位于量筒刻度
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
【交流反思】
(6)对照图2,改进后的实验装置有何优点
更新时间:2017-10-16 11:56:17
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解题方法
【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:
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:______ 。
(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
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
【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)
……
【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 mL | 90.0 mL | 63.6 mL |
请计算出空气中氧气含量(按体积计)
【结论与反思】通过上述实验探究,选择
【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:
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(0.4)
解题方法
【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______________ 。
【回顾历史】
(1)1774 年,法国化学家
(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
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
(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
(2)压强曲线
(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
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科学探究题
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较难
(0.4)
解题方法
【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:
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 _____________ 。
【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
【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)
【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 | |
131mL | 90.0mL | 63.6mL |
【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
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科学探究题
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较难
(0.4)
解题方法
【推荐1】在“空气中氧气含量的测定”实验探究中,甲同学设计了如下实验方案:
在燃烧匙内盛过量红磷,点燃后立即插入集气瓶内,塞紧橡皮塞,待红磷火焰熄灭,集气瓶冷却至室温。打开铁夹,水注入集气瓶。(实验装置如图所示)回答下列问题:
(1)实验过程中涉及到的化学反应的符号表达式是______ 通过该实验还能得出氮气的性质有______ 、______ 。
(2)若实验操作规范,该实验得出的结论是______ 。
(3)该方法测定的结果偏小的可能原因是______ (填序号)。
①红磷量不足②装置气密性不好③弹簧夹没有加紧④没有冷却到室温
某学习小组的同学对甲同学的实验方案开展进一步探究:
[提出问题〕
①可用于“空气中氧气含量测定实验”的药品只能是红磷吗?什么样的药品可以作为该实验的反应物?
②可用于“空气中氧气含量测定实验”的装置除了课本中提及的,还有其它装置吗?
③改进装置和药品,能使一些在一般条件下不能用于测定空气含量的物质也能测定氧气的含量吗?
[作出猜想]
猜想1一定还可用其它的物质测定空气中氧气含量,如镁条。
猜想2可用于“空气中氧气含量测定实验”的装置不止这一种,但都须满足一定的条件。
[查阅资料]
刘小源同学查阅资料获知:
(1)“镁在空气中燃烧不仅与氧气反应,还与氮气和二氧化碳反应”;
(2)铁丝在潮湿的空气中会生锈;
(3)“引火铁”(极细的铁粉)是一种准纳米材料,这种铁粉具有很高的反应活性,它在空气中受热很容易燃烧;
(4)白磷与红磷的化学性质有相似之处,白磷在40℃左右便能燃烧,红磷在240℃才能燃烧。
【分析论证】刘小源同学觉得如果用蜡烛、硫粉、木炭在空气中燃烧做此实验将产生很大误差,理由是______ 。李雨欣同学觉得用铁丝也不行,理由是______ 。根据刘小源同学查阅的资料,若用镁条代替红磷,测得的氧气的体积含晕应该______ (填"大于"或"小于”"等于”)空气体积的1/5。
【得出结论】根据刘小源同学查阅的资料及上述分析,请归纳:在测定空气中氧气含量的实验中,应考虑所用药品和生成物应满足以下的条件:
①______ ②______ 。
【反思改进】李雨欣同学根据查阅到的不同装置,结合刘小源同学查阅的资料与分析,设计了如下实验方案(包括装置及药品);其中,不适宜在较短时间内测得空气中氧气含量的一种方案是______ (填字母序号),理由______ 。在其余的五种实验方案中,有一个装置可能因为受热不均导致装置损坏或气体外逸,该装置是______ (填字母序号)。其余改进方案共同的优点是:______ 。
在燃烧匙内盛过量红磷,点燃后立即插入集气瓶内,塞紧橡皮塞,待红磷火焰熄灭,集气瓶冷却至室温。打开铁夹,水注入集气瓶。(实验装置如图所示)回答下列问题:
(1)实验过程中涉及到的化学反应的符号表达式是
(2)若实验操作规范,该实验得出的结论是
(3)该方法测定的结果偏小的可能原因是
①红磷量不足②装置气密性不好③弹簧夹没有加紧④没有冷却到室温
某学习小组的同学对甲同学的实验方案开展进一步探究:
[提出问题〕
①可用于“空气中氧气含量测定实验”的药品只能是红磷吗?什么样的药品可以作为该实验的反应物?
②可用于“空气中氧气含量测定实验”的装置除了课本中提及的,还有其它装置吗?
③改进装置和药品,能使一些在一般条件下不能用于测定空气含量的物质也能测定氧气的含量吗?
[作出猜想]
猜想1一定还可用其它的物质测定空气中氧气含量,如镁条。
猜想2可用于“空气中氧气含量测定实验”的装置不止这一种,但都须满足一定的条件。
[查阅资料]
刘小源同学查阅资料获知:
(1)“镁在空气中燃烧不仅与氧气反应,还与氮气和二氧化碳反应”;
(2)铁丝在潮湿的空气中会生锈;
(3)“引火铁”(极细的铁粉)是一种准纳米材料,这种铁粉具有很高的反应活性,它在空气中受热很容易燃烧;
(4)白磷与红磷的化学性质有相似之处,白磷在40℃左右便能燃烧,红磷在240℃才能燃烧。
【分析论证】刘小源同学觉得如果用蜡烛、硫粉、木炭在空气中燃烧做此实验将产生很大误差,理由是
【得出结论】根据刘小源同学查阅的资料及上述分析,请归纳:在测定空气中氧气含量的实验中,应考虑所用药品和生成物应满足以下的条件:
①
【反思改进】李雨欣同学根据查阅到的不同装置,结合刘小源同学查阅的资料与分析,设计了如下实验方案(包括装置及药品);其中,不适宜在较短时间内测得空气中氧气含量的一种方案是
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科学探究题
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较难
(0.4)
名校
解题方法
【推荐2】人类的衣、食、住、行都离不开化学,实验是学习化学的一条重要途径.华士实验中学化学兴趣小组的同学在老师的指导下做了一系列探究实验.
【探究一】家庭小实验:物质的分类和鉴别.现厨房中有失去标签的矿泉水、白酒、酱油、白醋等四瓶液体.
请判断同学们设计的实验方案是否可行,请在每小题后面的括号内填写“对”或者“错”:
(1)小珠认为可以通过闻气味的方法就区别四种液体_____ ;
(2)小姗认为可以通过观察颜色的方法区别四种液体_____ ;
(3)小柯认为可以通过是否燃烧的方法区别四种液体_____ ;
(4)小红认为可以通过品尝的方法区别四种液体_____ .
【探究二】小瑚同学称取一定质量的高锰酸钾放在大试管中,将温度控制在250℃加热制取氧气.实验结束时,该同学发现收集到的氧气大于理论产量,针对这一现象,同学们进行了如下探究:
【提出猜想】猜想Ⅰ:反应生成的二氧化锰分解放出氧气
猜想Ⅱ:反应生成的锰酸钾分解放出氧气
【实验验证】同学们分为两组,分别进行以下实验:
(1)第一组同学取一定质量的二氧化锰,在250℃条件下加热一段时间,冷却后测得二氧化锰的质量不变,则猜想_____ (填“Ⅰ”或者“Ⅱ”)错误.
(2)第二组同学取锰酸钾在250℃条件下加热,用带火星的木条放在导气管口,发现木条_____ ,得出猜想Ⅱ的结论正确.
【探究三】某化学兴趣小组的同学对空气中氧气含量的测定实验进行探究.
已知:在空气中,温度超过40℃,白磷(化学符号为P)就可以自燃,即和氧气反应生成五氧化二磷.
如图是“空气中氧气体积分数测定”实验的改进装置.主要操作:在实际容积为150mL的集气瓶里,先装进50mL的水,再按图连好仪器,按下热的玻璃棒,白磷立即被点燃.
(1)请写出白磷与氧气反应的文字表达式_____ ,该反应_____ (填“是”或“不是”)氧化反应.
(2)白磷从燃烧到熄灭冷却的过程中,瓶内水面的变化是_____ ;若实验非常成功,最终集气瓶中水的体积约为_____ mL.
(3)集气瓶里预先装进的50mL水,在实验过程中起到哪些作用?_____ (填写序号,可以多选)
a加快集气瓶冷却
b液封导气管末端,防止气体受热逸出
c缓冲集气瓶内气压的骤然升高
【探究一】家庭小实验:物质的分类和鉴别.现厨房中有失去标签的矿泉水、白酒、酱油、白醋等四瓶液体.
请判断同学们设计的实验方案是否可行,请在每小题后面的括号内填写“对”或者“错”:
(1)小珠认为可以通过闻气味的方法就区别四种液体
(2)小姗认为可以通过观察颜色的方法区别四种液体
(3)小柯认为可以通过是否燃烧的方法区别四种液体
(4)小红认为可以通过品尝的方法区别四种液体
【探究二】小瑚同学称取一定质量的高锰酸钾放在大试管中,将温度控制在250℃加热制取氧气.实验结束时,该同学发现收集到的氧气大于理论产量,针对这一现象,同学们进行了如下探究:
【提出猜想】猜想Ⅰ:反应生成的二氧化锰分解放出氧气
猜想Ⅱ:反应生成的锰酸钾分解放出氧气
【实验验证】同学们分为两组,分别进行以下实验:
(1)第一组同学取一定质量的二氧化锰,在250℃条件下加热一段时间,冷却后测得二氧化锰的质量不变,则猜想
(2)第二组同学取锰酸钾在250℃条件下加热,用带火星的木条放在导气管口,发现木条
【探究三】某化学兴趣小组的同学对空气中氧气含量的测定实验进行探究.
已知:在空气中,温度超过40℃,白磷(化学符号为P)就可以自燃,即和氧气反应生成五氧化二磷.
如图是“空气中氧气体积分数测定”实验的改进装置.主要操作:在实际容积为150mL的集气瓶里,先装进50mL的水,再按图连好仪器,按下热的玻璃棒,白磷立即被点燃.
(1)请写出白磷与氧气反应的文字表达式
(2)白磷从燃烧到熄灭冷却的过程中,瓶内水面的变化是
(3)集气瓶里预先装进的50mL水,在实验过程中起到哪些作用?
a加快集气瓶冷却
b液封导气管末端,防止气体受热逸出
c缓冲集气瓶内气压的骤然升高
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科学探究题
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较难
(0.4)
解题方法
【推荐3】探究空气中氧气含量的方法很多,如图是测定空气中氧气含量的装置图,结合图示探究有关问题。
(1)图一实验中玻璃管内发生反应的文字表达式为________ 。实验过程中,玻璃管中的实验现象是________ 。
(2)在图一实验中,根据下表提供的数据,完成下表:
(3)小明同学设计如图二装置测定空气中氧气含量,实验步骤如下(装置气密性良好,部分操作已略去,白磷足量,燃烧匙底部有小孔)。
①打开止水夹a、b,向集气瓶中缓慢通入一定量的空气,使盛有白磷的燃烧匙在水面上方,测得进入量筒中水的体积为V1。
②关闭止水夹a、b,用强光照射引燃白磷。
③白磷熄灭并冷却至室温,打开b,看到的现象是______ ,测得量筒内剩余水的体积是V2。
④根据实验记录V1、V2,得出空气中氧气的体积分数的计算式是______ 。
(4)镁不仅能在氧气中燃烧,还能在氮气中燃烧生成氮化镁,已知氮化镁中氮元素显﹣3价,请写出镁在氮气中燃烧的文字表达式______ 。你认为镁是否可以用于测定空气中氧气的含量,为什么?______ 。
(1)图一实验中玻璃管内发生反应的文字表达式为
(2)在图一实验中,根据下表提供的数据,完成下表:
硬质玻璃管中空气的体积 | 反应前注射器中气体体积 | 反应后注射器中气体体积 | 实验测得空气中氧气的体积百分数 |
30mL | 25mL | 20% |
(3)小明同学设计如图二装置测定空气中氧气含量,实验步骤如下(装置气密性良好,部分操作已略去,白磷足量,燃烧匙底部有小孔)。
①打开止水夹a、b,向集气瓶中缓慢通入一定量的空气,使盛有白磷的燃烧匙在水面上方,测得进入量筒中水的体积为V1。
②关闭止水夹a、b,用强光照射引燃白磷。
③白磷熄灭并冷却至室温,打开b,看到的现象是
④根据实验记录V1、V2,得出空气中氧气的体积分数的计算式是
(4)镁不仅能在氧气中燃烧,还能在氮气中燃烧生成氮化镁,已知氮化镁中氮元素显﹣3价,请写出镁在氮气中燃烧的文字表达式
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较难
(0.4)
名校
【推荐1】兴趣小组对测定氧气的含量和实验室制取氧气催化剂进行了探究,请你一起参与。
【实验一】对测定空气中氧气含量的探究
(1)实验室常用下图甲装置来测定空气中氧气的含量,反应的文字或符号表达式为__________ 。
(2)在甲装置的基础上,同学们设计出了乙、丙两套改进装置。
①对比甲装置,乙装置改进的目的是_____ 。
②乙装置集气瓶里预先装进的水,在实验过程中能起到加快集气瓶冷却的作用,除此之外还有的作用是______ 。(写出一点即可)
(3)丙装置选用容积为 30mL 的试管和 20mL 的注射器作反应容器(红磷的体积忽
略不计),实验中需要收集的数据为______________________ ,若打开弹簧夹开始实验,则实验前注射器至少要吸入_____ mL 空气。(以氧气约占空气体积的计算)
【实验二】甲同学用家用制氧机制取并收集了一袋气体,设计了如图 c 所示装置来测定其中氧气的含量。
【实验步骤】
①连接仪器,检查装置的气密性。②加入药品,将装置连接固定。③打开止水夹 a 和 b,向 A 中缓慢通入一定量气体,露出白磷后,关闭止水夹 a 和 b,此时,A 中水进入到 B 中,测得 B 中水的体积为 V1mL。④用凸透镜聚光引燃白磷。⑤待白磷熄灭,_____(填具体操作)。B 中水倒吸进入到A 中,测得量筒中的体积变为 V2mL。
⑥计算该氧气袋中氧气的体积分数。
(4)补充完整实验步骤⑤____________ (填具体操作)。
(5)写出步骤⑥氧气的体积分数______ (用含 V1、V2 的式子表示)。
(6)下列有关这个实验的说法中,正确的有_________。
(7)若在步骤⑤中,俯视量筒读数,则测得结果_________ (选填“偏大”“偏小”“无影响”)。
【实验一】对测定空气中氧气含量的探究
(1)实验室常用下图甲装置来测定空气中氧气的含量,反应的文字或符号表达式为
(2)在甲装置的基础上,同学们设计出了乙、丙两套改进装置。
①对比甲装置,乙装置改进的目的是
②乙装置集气瓶里预先装进的水,在实验过程中能起到加快集气瓶冷却的作用,除此之外还有的作用是
(3)丙装置选用容积为 30mL 的试管和 20mL 的注射器作反应容器(红磷的体积忽
略不计),实验中需要收集的数据为
【实验二】甲同学用家用制氧机制取并收集了一袋气体,设计了如图 c 所示装置来测定其中氧气的含量。
【实验步骤】
①连接仪器,检查装置的气密性。②加入药品,将装置连接固定。③打开止水夹 a 和 b,向 A 中缓慢通入一定量气体,露出白磷后,关闭止水夹 a 和 b,此时,A 中水进入到 B 中,测得 B 中水的体积为 V1mL。④用凸透镜聚光引燃白磷。⑤待白磷熄灭,_____(填具体操作)。B 中水倒吸进入到A 中,测得量筒中的体积变为 V2mL。
⑥计算该氧气袋中氧气的体积分数。
(4)补充完整实验步骤⑤
(5)写出步骤⑥氧气的体积分数
(6)下列有关这个实验的说法中,正确的有_________。
A.步骤③中,仰视量筒读数会使测得的 V1 数值偏低 |
B.步骤④中,白磷燃烧时可以不关闭止水夹 a |
C.步骤⑤中,未冷却至室温会使测得的小组同学所带气体中氧气的含量偏低 |
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(0.4)
解题方法
【推荐2】空气中氧气含量测定的再认识。
【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1),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远远低于 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;……
【实验探究1】小明查阅资料知铁在潮湿的空气中能与氧气和水反应生成铁锈。根据铁生锈的原理,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2),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有:_____ (答案合理即可)。
【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(装置如图3),8分钟后测得的数据如表:
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_____ (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Cu2(OH)2CO3],若将图2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:_____ (填“能”或“否”);_____ 。
【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1),写出红磷燃烧的符号表达式:
【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)
【实验探究1】小明查阅资料知铁在潮湿的空气中能与氧气和水反应生成铁锈。根据铁生锈的原理,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2),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有:
【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(装置如图3),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 |
131 mL | 90.0 mL | 63.6 mL |
请计算出空气中氧气含量
【结论与反思】通过上述实验探究,选择
【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],若将图2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:
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(0.4)
解题方法
【推荐3】建构合理的思维模型,既能促进深度学习,又能提高思维品质。小科建构了“两组分混合物含量测定”的思维模型。
运用该模型对教材中“测定空气中氧气含量”的实验进行了再探究:忽略含量很低的其它物质,空气可以看成由氮气和氧气组成的两组分混合物。
【探究一】根据沸点低的组分先汽化的性质,测定混合物中某组分的含量。
(1)将空气转变为液态空气,液氮先汽化。从建模角度分析,该操作属于上述思维模型中的______ 。
【探究二】根据混合物中某组分发生化学反应,测定混合物中某组分的含量。
(2)按图甲装置测定空气中氧气含量。
【实验步骤】
实验1:按图1所示装置,用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的体积分数。
实验2:按图2所示装置,在集气瓶内壁用水均匀涂附铁粉除氧剂(其中辅助成分不干扰实验),利用铁锈蚀原理测定空气中氧气的体积分数。
①实验1中止水夹最合理的打开时间是______ (填“反应刚结束时”或“冷却到室温时”)。该实验中,红磷要足量的目的是______ 。
②连接数字传感器,测得实验1、实验2中氧气的体积分数随时间变化的关系分别图3、图4所示。依据图中信息,测定空气中氧气含量用______ 法测定结果误差较小。
【交流评价】
③已知:在空气中点燃石蜡,会生成水和二氧化碳等物质。实验1若用足量石蜡替换红磷,规范操作后,测得的氧气含量将______ (填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
【继续探究】(3)运用上述思维模型,小科又设计了图乙的实验装置。
请根据某小组提供的实验数据,完成如表:
运用该模型对教材中“测定空气中氧气含量”的实验进行了再探究:忽略含量很低的其它物质,空气可以看成由氮气和氧气组成的两组分混合物。
【探究一】根据沸点低的组分先汽化的性质,测定混合物中某组分的含量。
(1)将空气转变为液态空气,液氮先汽化。从建模角度分析,该操作属于上述思维模型中的
【探究二】根据混合物中某组分发生化学反应,测定混合物中某组分的含量。
(2)按图甲装置测定空气中氧气含量。
【实验步骤】
实验1:按图1所示装置,用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的体积分数。
实验2:按图2所示装置,在集气瓶内壁用水均匀涂附铁粉除氧剂(其中辅助成分不干扰实验),利用铁锈蚀原理测定空气中氧气的体积分数。
①实验1中止水夹最合理的打开时间是
②连接数字传感器,测得实验1、实验2中氧气的体积分数随时间变化的关系分别图3、图4所示。依据图中信息,测定空气中氧气含量用
【交流评价】
③已知:在空气中点燃石蜡,会生成水和二氧化碳等物质。实验1若用足量石蜡替换红磷,规范操作后,测得的氧气含量将
【继续探究】(3)运用上述思维模型,小科又设计了图乙的实验装置。
请根据某小组提供的实验数据,完成如表:
硬质玻璃管中空气的体积 | 反应前注射器中空气的体积 | 反应后注射器中气体体积 | 实验测得空气中氧气的体积分数 |
50mL | 20mL | 5mL |
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(0.4)
解题方法
【推荐1】空气是一种宝贵的资源。
(1)利用图甲所示装置测定空气中氧气的含量,同时用气体压力传感器测出集气瓶中的气压变化,并用数据处理软件以数字、曲线的形式实时显示出气压变化,如图乙所示。
步骤1:获取点燃前集气瓶中的气压(图乙中t1时刻前的A点);
步骤2:红磷点燃,获取实验过程中集气瓶内的气压变化曲线,如图乙所示。
①写出红磷燃烧反应的符号表达式_____ ;
②图象中BC 段气压变化的原因是_____ ,t3时刻后的一段时间内瓶内气压又显著增加,这是因为进行了一个实验操作,即_____ 。
③实验结束时,若进入集气瓶内的水大于集气瓶内原空气体积的1/5,可能的原因是_____ (只填一种即可)
④丙为改进的装置,与甲装置相比较,其优点为_____ 。
(2)查阅资料得知镁可在氮气中燃烧生成氮化镁(Mg3N2),现设计以下实验进行验证。已知常温下镁的化合物的颜色和状态如下表:
步骤l:用水槽、无底废集气瓶等装配成如图丁所示的装置。另准备一根穿过橡皮塞的铜丝,铜丝末端系一根镁条。
步骤2:引燃燃烧匙中足量的红磷,塞好橡皮塞,充分燃烧,冷却到室温。
步骤3:往水槽中加水使集气瓶内外水面相平。点燃镁条,更换橡皮塞,丁镁条在集气瓶内继续燃烧,发出红光,放出热量。请回答下面问题:
①步骤2的目的是______ 。
②步骤3中观察到的现象:瓶内液面_____ ,镁条在氮气中燃烧的现象是_____ 。
③根据上述实验和你所学的知识,写出镁在氮气中燃烧的符号反应表达式:_____ 。
(1)利用图甲所示装置测定空气中氧气的含量,同时用气体压力传感器测出集气瓶中的气压变化,并用数据处理软件以数字、曲线的形式实时显示出气压变化,如图乙所示。
步骤1:获取点燃前集气瓶中的气压(图乙中t1时刻前的A点);
步骤2:红磷点燃,获取实验过程中集气瓶内的气压变化曲线,如图乙所示。
①写出红磷燃烧反应的符号表达式
②图象中BC 段气压变化的原因是
③实验结束时,若进入集气瓶内的水大于集气瓶内原空气体积的1/5,可能的原因是
④丙为改进的装置,与甲装置相比较,其优点为
(2)查阅资料得知镁可在氮气中燃烧生成氮化镁(Mg3N2),现设计以下实验进行验证。已知常温下镁的化合物的颜色和状态如下表:
物质 | MgO | Mg3N2 |
颜色 | 白色 | 淡黄色 |
状态 | 固体 | 固体 |
步骤2:引燃燃烧匙中足量的红磷,塞好橡皮塞,充分燃烧,冷却到室温。
步骤3:往水槽中加水使集气瓶内外水面相平。点燃镁条,更换橡皮塞,丁镁条在集气瓶内继续燃烧,发出红光,放出热量。请回答下面问题:
①步骤2的目的是
②步骤3中观察到的现象:瓶内液面
③根据上述实验和你所学的知识,写出镁在氮气中燃烧的符号反应表达式:
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【推荐2】我们知道,空气中氧气约占总体积的1/5,物质燃烧与空气中氧气密切相关。为此,小华进行了相关实验探究:
【实验探究】小华利用下列装置进行实验:
【实验操作及记录】(请你补充完整实验二)
【结果分析】
(1)对照实验一和实验_____ 的现象,说明硫燃烧需要氧气。
(2)对照实验三和实验一的现象,可知燃烧的剧烈程度与_____ 有关。
【交流与反思】小华为了进一步探究“是否只有纯氧才能使带火星的木条复燃”,又进行了以下实验:利用如图装置收集4瓶气体(集气瓶预先装满水,量筒规格为100mL),以带火星的木条进行检验。结果如下:
据此可知,当O2的体积分数达到_____ 时(精确到1%),即可使带火星的小木条复燃。
【拓展资料】提供资料:
1.相同条件下,两种气体的体积比等于分子个数比。
2.硝酸铜固体加热分解生成氧化铜、二氧化氮和氧气。小华利用如图实验加热硝酸铜,发现收集的气体能使带火星木条复燃。请你根据该反应的化学方程式分析判断NO2_____ (填“有”“无”或“无法确定”)助燃性。
【实验探究】小华利用下列装置进行实验:
【实验操作及记录】(请你补充完整实验二)
实验 | 操作 | 现象 |
实验一 | 点燃酒精灯 | 硫燃烧,发出微弱的淡蓝色火焰 |
实验二 | 1.更换燃烧管(装有等量硫粉),挤压滴管A当观察到 2.点燃酒精灯 | 硫没有燃烧 |
实验三 | 1.更换燃烧管(装有等量硫粉),挤压滴管B 2.当E处能使带火星的木条复燃时点燃酒精灯 | 硫燃烧很旺,发出明亮的蓝紫色火焰 |
(1)对照实验一和实验
(2)对照实验三和实验一的现象,可知燃烧的剧烈程度与
【交流与反思】小华为了进一步探究“是否只有纯氧才能使带火星的木条复燃”,又进行了以下实验:利用如图装置收集4瓶气体(集气瓶预先装满水,量筒规格为100mL),以带火星的木条进行检验。结果如下:
1号瓶 | 2号瓶 | 3号瓶 | 4号瓶 |
34mL O2+66mL 空气 | 35mL O2+65mL 空气 | 36mL O2+64mL 空气 | 37mL O2+63mL 空气 |
不复燃 | 不复燃,但很亮 | 很亮,复燃 | 立即复燃 |
【拓展资料】提供资料:
1.相同条件下,两种气体的体积比等于分子个数比。
2.硝酸铜固体加热分解生成氧化铜、二氧化氮和氧气。小华利用如图实验加热硝酸铜,发现收集的气体能使带火星木条复燃。请你根据该反应的化学方程式分析判断NO2
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(0.4)
名校
解题方法
【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;
②__________ ,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):_________ ; ______ 。
(1)图1实验中观察到:红磷燃烧,产生
(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;
②
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
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
(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
【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):
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