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空气中氧气含量测定实验
空气中氧气含量的测定实验
33.(13中考)(7
分)四硫化钠(
Na2S4)固体可替代红磷测定空气中氧气的体积分数,反应
原理为:
2Na2S4+O
2+2H
2O
8S
↓
+4NaOH
。
【实验资料】
①受热时,会与空气中的水蒸气反应,生成少量有毒气体硫化氢(水溶液呈酸性)
②硫代硫酸钠(Na2S2O3)可溶于水,常温下与NaOH溶液不反应。
。
【实验过程】
①取碳酸钠、硫粉混合后置于试管中,加热(如图1所示,夹持装置已略去),制得
反应为
Na2S4,
4Na2CO3+12S+X
2Na
2S4
+2Na
2S2O3+4CO2
,X
的化学式为
,蘸有浓
NaOH溶液的棉花的作用是
。
②冷却后,取下棉花,入置一段时间,再向该试管中加入10ml水,迅速塞紧橡胶塞,充
分振荡,测量液面至橡胶塞下沿的距离,记录数据h1(如图2所示)
③将该试管插入水中(如图3所示),按下橡胶塞,观察到,塞紧橡胶
塞。
将试管取出,倒过来,测量液面至橡胶塞下沿的距离,记录数据h2,理论上h1:
h2
=。
④按照①~③再重复实验2次。
3次实验数据如下表所示。
第1次
第2次
第3次
h1
/cm
11.0
11.4
11.6
H2
/cm
8.7
9.1
9.2
【解释与结论】根据第1次实验数据,计算空气中氧气的体积分数为%(结果精确
到0.1%)
【反思与评价】若实验过程②中,取下棉花后,未放置一段时间即进行后续操作,会影响
测定结果,请说明有何影响,并阐述理由:
。
(2013海淀期末)33.(8分)小丽对家中的家用制氧机产生了浓厚的兴趣。
她通过阅读说明
书了解到家用制氧机的工作原理如下:
加压时,装填在制氧机内部的分子筛吸附空气中的氮气,制取高浓度氧气。
减压时,分子筛将所吸附的氮气排放。
整个过程中,分子筛并不消耗。
小丽用这台家用制氧机制取并收集了一袋气体,带到实验室对其进行研究。
实验I:
小丽欲通过以下实验验证所收集的气体是否为纯净的氧气。
【实验记录】
实验步骤
实验现象
化学方程式
取一只250mL的集气瓶,用排水法收集一瓶所
木炭燃烧得更
化学方程式I
带气体,然后把一小块燃着的木炭插入集气瓶中
旺
表中,化学方程式I是_________________。
【实验结论】收集的气体是纯净的氧气。
【实验反思】老师指出上述实验并不能证明小丽所带来的气体一定是纯净的氧气。
该实
验不能证明所收集气体为纯净氧气的原因是_______________。
实验II:
测定小丽所带气体中氧气的含量。
同学们在老师的指导下设计了如下图所示装置,进行实验,并重复多次。
(250mL集气瓶)
【实验记录】
实验操作主要实验现象实验结论及解释
①检查装置的气密性装置的气密性良好
②加入药品,将装置连接固定
打开止水夹a和b,向A中缓
③慢鼓入一定量气体后关闭止水
夹a和b
④用凸透镜聚光引燃白磷
待白磷熄灭并冷却到室温,
⑤
进行操作I
表中,操作I是______________;现象
【数据记录】
收集200mL气体(由
A中水进入到B中,B
压强差引起的误差忽
中水的体积为200mL。
略不计)
燃烧,产生大量白烟
小丽收集的气体不是
现象I
纯净的氧气
I是__________________。
实验次序
1
2
3
4
5
B中剩余水体积/mL
100
42
39
41
38
【数据处理】已知,在上表数据中,第
1
组数据偏差较大,存在明显误差,在数据处理
时应删去。
小丽所带气体中氧气的体积分数为
______________%。
【实验反思】
(1)这台家用制氧机制氧气的过程发生的变化属于
________(填“物理变化”或“化学变化”)。
(2)导致第1组数据产生较大误差的可能原因是
_____________。
33.(11中考)(8分)化学课上,同学们做了人体呼出的气体使澄清石灰水变浑浊实验后,对呼出的气体中主要成分及含量非常好奇,设计实验进行探究。
【提出问题】呼出的气体中有哪些主要成分,它们的含量是多少?
【查阅资料】
①呼出的气体中仍含有O2。
②CO2在饱和NaHCO3溶液中的溶解度非常小。
【猜想与实践】
猜想:
呼出的气体中主要成分是N2、O2、CO2、水蒸气等。
实验Ⅰ:
验证呼出的气体中含有水蒸气。
(1)实验操作如右图所示。
(2)观察到的现象为___________,根据该现象可以判断呼出的气体中含有水蒸气。
实验II:
验证呼出的气体中含有N2、O2、CO2,并测其含量。
同学们在老师的指导下设
计了如下图所示装置(B是带有刻度的量气装置)
(1)实验记录
实验操作主要实验现象实验结论及解释
检查装置的气密性。
向装置中
加入药品。
关闭止水夹
a~f。
装置的气密性良好。
打开b、c、d,向B中吹入一定
B中液体进入到
A中,B中液体
量气体后关闭d,并冷却到室
收集500ml气体
减少500ml。
温。
关闭b,打开a、e、f,用打气
反应到化学方程式为
筒向A中缓缓充气,直到B中__________,D中液体为475ml
__________。
气体刚好全部排出。
关闭e、f,用凸透镜聚光引燃白磷燃烧,产生大量白烟放出大呼出到气体中含有
白磷。
量热。
O2。
待白磷熄灭并冷却到室温,打
呼出到气体中含有
开f。
________,D中剩余液体为400ml
N2。
(2)数据处理
呼出的气体中主要成分的含量
N2O2CO2
体积/ml
体积分数/g
同学们经过3次重复实验,确认了呼出的气体中的主要成分及其含量
【实验反思】
(1)该实验设计依据的N2性质有_____________(填字母序号)
A.难溶于水B.不能和NaOH溶液反应
C.无色无味的气体D.不能燃烧,也不支持燃烧
(2)实验II操作⑤中,若C中气体未完全冷却就打开f并读数,则所测O2的体积分
数________(填“偏小”“不变”或“偏大”)
32.(13西2)(6分)某小组同学利用如下装置进行了两组实验,研究密闭装置内压强变化
的原因。
同学们点燃一定质量的红磷和木炭,分别放入250mL的集气瓶中,迅速盖紧胶塞,后续实验记录如下(装置气密性良好)。
实验装置
实验操作和现象
K
K
第
冷却至室温,打开K。
500mL
A中水倒吸入集气瓶内约
一
红磷
红磷
500mL
组
水
水
30mL,B中水倒吸入集
空气
空气
气瓶内约50mL。
A
B
K
饱和
K
NaOH
NaHCO3
第
溶液
溶液
二
500mL
木炭
500mL
组
木炭
水
水
氧气
氧气
C
D
①冷却至室温,打开K。
C、D均无明显现象。
②关闭K,分别将2mL的溶液滴入集气瓶,一段时间后,打开K。
C中部分水倒吸入集气瓶中,D中水不倒吸。
③将装置D中的集气瓶放
在盛有冰水的水槽中。
部分水倒吸入集气瓶中。
(1)红磷与氧气反应的化学方程式是。
(2)向A、B实验后的集气瓶中滴加紫色石蕊溶液,溶液变成红色,此时溶液的pH7(填
“>”、“<”或“=”)。
A、B中倒吸水的体积不同,产生该现象的原因是。
(3)向D中集气瓶内滴加饱和NaHCO溶液,一段时间后,打开K,水不倒吸的原因
.........3...
是。
(4)上述实验中,导致集气瓶内压强降低的因素有(填序号)。
a.物质的性质
b.装置内的温度
c.装置内气体的分子数目
32.(13大2)(5分)通过化学反应可以研究物质的组成、结构、性质以及变化规律。
如磷燃烧的反应在初中化学实验中就有多处应用。
A.探究燃烧条件
B.验证质量守恒定律
C.测定空气中氧气含量
(1)实验
A中,主要采用的实验方法是
。
(2)实验
B中,气球的作用是
。
(3)①得用实验
C中装置达不到实验目的,其原因是
。
②某化学小组同学利用测定空气中氧气含量的原理,设计如右图所示装
置粗略地测定某地窖中二氧化碳的含量。
取250mL气体样品于集气瓶中,
注入,充分反应后,打开止水夹。
计算二氧化碳含量的方法
为。
33.(2012昌平期末)(6分)根据初中化学知识,探究空气中氧气含量实验。
小
明根据所学内容,红磷、白磷、木炭、镁条都可以和氧气发生反应,但是哪种物质更适用于测定空气中氧气含量,小明进行如下探究。
【探究问题】红磷、白磷、木炭、镁条几种物质,哪种更适用于测定空气中氧气含量?
【查阅资料】
①红磷、白磷对比情况
红磷白磷
状态暗红色固体蜡状固体有毒
燃烧温度240°C40°C
②镁条可以与空气中多种物质反应,如N2、CO2等
【探究过程】如下图所示,按照实验装置进行实验,探究几种物质测定空气中
O2含量的可
行性。
(1)红磷、白磷探究实验
小明认为选用红磷进行实验,其原因是
。
实验步骤
实验现象
结论和化学方程式
如图所示,将足量红磷放到燃
烧匙中,点燃红磷,进行实验
空气中氧气约占
化学方程式
(
2
)若
将
实
验药品改为木炭,反应结束后降至室温,打开止水夹,水不倒吸入集气瓶的原因是
。
(3)若将实验药品改为镁条,反应结束后降至室温,观察到水倒吸入集气瓶大于1/5。
根据
资料信息,小明知道镁条可以与空气中的氮气、二氧化碳发生反应,进而影响反应结果。
镁条与氮气反应可以生成氮化镁(Mg3N2)和碳,请写出相应的化学方程
式。
【探究结论】几种物质中,红磷是最适用于测定空气中氧气含量。
32.(12石1)(5分)人通过肺与外界进行气体交换,吸入空气中的氧气,排出二氧化碳和水蒸气。
为了验证吸入的气体与呼出的气体有什么不同,采用了下图装置进行实验。
(1)验证二氧化碳
锥形瓶1和
2中盛放的是
________。
连续数次吸气时,开关
A和B
的状态分别是
________(以“打开”或“关闭”进行说明);调整开关A和B,再进行连续数次呼
气操作。
整个过程中可观察到的现象是________,证明吸入和呼出气体中二氧化碳含
量不同。
(2)验证水蒸气
更换锥形瓶
1和
2中的药品,连续进行吸气和呼气操作(步骤同上)
,为了得出正确
的结论,还需要进行的操作是
________。
催化剂的探究实验
33.(2013西城期末)(7分)同学们通过查阅资料知道,过氧化氢分解反应的催化剂除二氧
化锰外,还有氯化铁溶液、氯化铜溶液中的金属离子和土豆中含有的过氧化氢酶。
同学们通过如下实验进行相关研究。
http:
//www.xkb1.com
实验一:
验证二氧化锰能加快过氧化氢的分解速率
A
B
分别取5mL5%的过氧化氢溶液于两支试管中,向B中试管内加入少量二氧化锰(如上图所示)。
A中带火星的木条不复燃,B中带火星的木条复燃,实验证明二氧化锰加快了过氧化氢的分解速率。
A中木条不复燃的原因是,B中反应的化学方程式是。
实验二:
研究催化剂的某些因素对过氧化氢分解速率的影响
方案Ⅰ:
分别取20mL5%的过氧化氢溶液于3个大小相同的锥形瓶中。
向其中两个锥形瓶中分别加入含相同数目金属离子的氯化铁
溶液和氯化铜溶液,分别连接传感器测体系压强(如右图所示)。
测定数据如下表所示:
时间/s
0
60
120
180
240
300
试剂
压强/KPa
20mL5%的过氧化氢溶液
101.86
102.99
103.42
103.67
103.9
104.00
9
加入氯化铁溶液
102.21
105.35
115.40
129.69
145.52
163.99
加入氯化铜溶液
101.50
102.73
107.53
114.78
122.49
130.39
(1)加入含相同数目金属离子的氯化铁溶液和氯化铜溶液,该步操作的实验目的
....
是。
(2)根据上表数据得出的结论是。
方案Ⅱ:
从同一部位取2个质量均为1.7g的正方体土豆块,将其中一块切成若干片,
片与片相连不断开,同时分别放入盛30mL5%过氧化氢溶液的50mL量筒中。
均看到有
气泡生成,一段时间,只有土豆片不断上升。
通过实验得出的结论是。
【实验反思】通过实验一和实验二说明,测量不同的物理量可判断过氧化氢的分解速率。
下列做法中能比较过氧化氢的分解速率的是
(填选项序号)。
A.
测量完全反应后气体的总体积
B.
测量相同时间内产生气体的体积
C.
测量相同时间内体系压强的变化
D.
测量相同时间内溶液质量的变化
33.(13房末)(8分)为了研究外界条件对过氧化氢分解速率的影响,某同学做了以下实验。
实验编号实验操作实验现象
①
分别在试管A、B中加入5mL5%(溶液浓度)
试管A中不再产生气泡;
H2O2溶液,各滴入2
CuSO4溶
滴相同浓度的
试管B中产生的气泡量增
将试管A
液。
待试管中均有适量气泡出现时,
大。
放入盛有5℃左右冷水的烧杯中浸泡;
将试管
B放入盛有40℃左右热水的烧杯中浸泡。
②
另取两支试管分别加入
5mL5%H2O2溶液和
试管A、B中均未明显见到
5mL10%H2O2溶液
有气泡产生。
(1)
过氧化氢分解的化学方程式为
。
(2)
实验①的目的是
。
实验中滴加CuSO4溶液的目的是
。
(3)实验②未观察到预期的实验现象,为了帮助该同学达到实验目的,你设计的实验方案是
。
(用实验中所提供的几种试剂)。
(4)对于H2O2分解反应,Fe2(SO4)3溶液也有一定的催化作用。
为比较Fe2(SO4)3和CuSO4溶
液对H2O2分解的催化效果。
某化学研究小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:
5滴浓度相同的
Fe2(SO4)3和CuSO4溶液
2mL5%
H2O2溶液
甲
乙
如图所示,同学们分别从定性和定量角度进行了比较。
①定性分析:
如图甲可通过观察
,定性比较得出结论。
②定量分析:
用图乙所示装置做对照试验,实验时均以生成
40mL气体为准,其它可能影响
实验的因素均已忽略。
实验中需要测量的数据是
。
(5)通过对上述实验过程的分析,在实验设计时,要考虑_________方法的应用。
33.(11密末)(8分)小丽同学欲通过实验证明“二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂”这一
命题。
她
设计并完成了下表所示的探究实验:
实验操作实验现象实验结论或总结
结论
总结
取5mL5%的过氧化氢溶液
过氧化氢分解产生氧气,但
有气泡产
。
实验一
于试管中,伸入带火星的
是
生,木条
二氧化
木条
反应的化学方程式为:
不复燃
。
锰是过
实验二
向盛水的试管中加入二氧
没有明显
氧化氢
化锰,伸入带火星的木条
现象
分解的
二氧化锰能加快过氧化氢的
催化剂
实验三
分解
(1)请你帮小丽同学填写上表中未填完的空格。
(2)在小丽的探究实验中,“实验一”和“实验二”起的作用是。
(3)小英同学认为仅由上述实验还不能完全得出表内的“总结”,她又补充设计了两步探
究实验,最终完成了对“命题”的实验证明。
第一步的实验操作中包含了两次称量,其目的是:
;
第二步的实验是利用“实验三”反应后试管内的剩余物继续实验。
接下来的实验操作、
现象和结论是:
。
33.(11西末)(5分)催化剂在科研、医药生产和电子工业等前沿领域有着广泛应用。
(1)为探究二氧化锰对氯酸钾分解的催化作用。
在相同条件下,同学们按下表进行实验并记录相关数据。
(其他影响实验的因素均相同)
编号
KClO3质量/g
其他物质质量/g
待测数据
实验1
2.0
实验2
a
MnO20.5
①表中a的数值应是
。
②表中的待测数据指
(填字母序号)。
A.氧气的质量B.反应后固体的质量
C.氧气的体积D.单位时间内产生氧气的体积
③设计“实验1”的目的是。
(2)同学们继续探究二氧化锰是否参与了氯酸钾的分解反应。
MnO2
氯酸钾和二氧化锰混合加热的化学方程式为:
2KClO3====2KCl+3O2↑。
已知氯
酸钾与二氧化锰混合加热时连续发生如下反应,试分析后按要求填空。
(I)2KClO3+2MnO2===2KMnO4+Cl2↑+O2↑;
(II)(用化学方程式表示);
(III)K2MnO4+Cl2===2KCl+MnO2+O2↑。
通过以上分析,同学们得出结论:
二氧化锰参与了氯酸钾的分解反应。
【拓展】氟利昂释放出的氯原子参与了臭氧层的破坏,其微观示意图如下:
+
①
+
日光
+
+
③
②
氧原子氯原子
综合图中①②③的反应过程,写出臭氧层被破坏的化学方程式。
33.(10大末)(7分)在学完氧气的实验室制法后,老师给某化学兴趣小组的同学布置任务:
通过实验证明“二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂”。
兴趣小组的同学设计并完成了下表所示的探究实验:
实验结论或总结
实验操作
实验现象
结论
总结
取5mL5%的过氧化氢溶液
有气泡产
过氧化氢分解产生氧气,但
二氧化
实验一
于试管中,伸入带火星的木
生,木条不
是反应慢。
该反应的化学方
条
复燃
程式为:
。
锰是过
实验二
向盛水的试管中加入二氧
没有明显现
。
化锰,伸入带火星的木条
象
氧化氢
。
二氧化锰能加快过氧化氢的
分解的
分解
实验三
。
催化剂
(1)请你帮小组内的同学填写上表中未填完的空格。
(2)在上述的探究实验中,“实验一”和“实验二”起的作用是。
(3)老师认为仅由上述实验还不能完全得出表内的“总结”,她要求同学们补充设计了两个方
面的探究实验,最终证明了“二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂”。
第一方面的实验操作中包含了两次称量,其目的是:
。
第二方面的实验是利用“实验三”反应后试管内的剩余物继续实验,其实验操作、现象和
结论是:
。
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