例题1右图的装置来测定空气中氧气的体积分数.docx
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例题1右图的装置来测定空气中氧气的体积分数
练习1()某同学在商店买到一种“果冻蜡烛”(见右图)。
他想对“果冻蜡烛”进行探究。
【提出问题】“果冻蜡烛”是否含有碳、氢、氧元素。
【查阅资料】“果冻蜡烛”可完全燃烧,燃烧时无烟尘,燃烧过程和熄灭时无异味;
【探究实验】(请完成下列实验报告)
步骤
现象
分析
(1)点燃“果冻蜡烛”,并在火焰上方罩一个干燥的小烧杯。
烧杯内壁有无色小液滴生成
“果冻蜡烛”在燃烧后的产物有
(2)迅速倒转小烧杯,向其中加入适量,振荡。
。
“果冻蜡烛”在燃烧后的产物有二氧化碳
【实验结论】该同学分析:
水是由氢元素和氧元素组成,二氧化碳是由碳元素和氧元素组成,因此“果冻蜡烛”含有碳、氢、氧元素。
【反思】你认为该同学得出的实验结论是否准确?
(填“准确”或“不准确”),请说明原因。
2如右图是用排水法收集的两瓶氧气,分别敞口放
置30秒,用带火星的木条分别以甲、乙两种方式
迅速插入,观察到木条复燃,在甲中燃烧比在乙中
更旺。
上述实验说明了氧气具有的性质:
①;
②。
2右图是西文同学做铁丝在氧气中燃烧性质的实验操作
图,做实验的时候她在集气瓶底部先放少量的水,这
样做的目的是
,西文同学将铁丝在酒精灯上加热到红热
的状态,然后放入氧气的集气瓶中,但是几次她都没有
看到明显的现象,你认为可能的原因是
,同组小彤同学
拿来一根光亮洁净的细铁丝,先在细铁丝的底部绑上一根火柴棒,引燃火柴棒,再将细铁丝放入另一个氧气的集气瓶中,于是两位同学一起完成实验,果然看到了预期的现象,你认为他们看到的现象是 ,两位同学认真反思实验的过程,觉得如果在将细铁丝放入氧气的集气瓶中时,需要在火柴棒将燃尽时再放入,才可以确保看到比较明显的实验现象,你认为这样做的理由是
。
3⑴原始大气中的气体主要成分有二氧化碳、一氧化碳、甲烷、氨气等,通过绿色植物的
作用,慢慢转化为现代大气的成分。
原始大气中的氨气(NH3),你认为最有可能转化为现代大气中的 。
⑵下图是用来测定空气中氧气含量的实验装置图,它由两个注射器组成密闭系统,其中留有
30mL空气。
给装有细铜丝的玻璃管加热,同时交替缓慢推动两个注射器的活塞。
停止加热
后冷却至室温,将气体全部推至一支注射器中,请据你的理解回答:
①实验应先检查装置的气密性,你认为方法是
②如果实验中测定的氧气体积分数小于五分之一,可能的原因有
,
。
(任写两点)
③这个实验可以证明空气是 (填“纯净物”或“混合物”),理由是 。
3经过以上的总结,你认为下列方案中可以测定空气的成分的是 (填序号)
4.(4分)某化学兴趣小组同学设计了多组实验装置测定空气中氧气的含量。
(1)甲同学设计图1装置进行实验。
实验过程中观察到烧杯中的水被倒吸入集气瓶中,其原因是____________________。
(2)乙同学设计图2装置进行实验。
与图1相比较,他用硫粉代替了红磷,并增加了滴管,滴管内吸有足量的氢氧化钠浓溶液,可以完全吸收反应生成的二氧化硫气体,则实验过程中乙同学观察到的现象是___________。
(3)丙同学设计图3装置进行实验。
该同学在“金属梯”的每一步的凹处放置一颗用滤纸吸干水后的白磷,用放大镜聚于靠近水面的一步“金属梯”处的白磷上。
该设计方案的优点是___________,此实验过程中发生反应的文字表达式为___________。
3.(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°C
40°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。
5.小强在回家的途中经过一鱼塘边时,发现养鱼师傅向鱼塘中撒一种微黄色的固体,鱼塘中顿时产生大量气泡,经咨询得知,这种固体的主要成分是过氧化钙(CaO2)。
为研究鱼塘中大量气泡是何种气体所致,小强使用如右图所示的
装置进行实验,打开分液漏斗的活塞,控制滴加水的速度,观察到试管内有气泡产生,用带火星的木条靠近P处,木条复燃,说明生成的气体是①▲。
由此可知养鱼师傅向鱼塘中撒过氧化钙的目的是②▲。
实验中还观察到插入到烧杯中的导气管口也冒出气泡,这一现象能说明什么?
③▲。
6.小明同学欲通过实验证明二氧化锰是氯酸钾受热分解的催化剂。
他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
实验结论
总结
实验一
氯酸钾在试管中加热,①熔化前伸入带火星的木条;
②熔化后继续加热,再伸入带火星的木条,
①木条不复燃
②木条复燃
氯酸钾加热能产生氧气反应的化学方程式为:
①▲。
二氧化锰是氯酸钾受热分解的催化剂
实验二
加热二氧化锰,伸入带火星的木条,
木条不复燃
二氧化锰受热不产生氧气。
实验三
②▲
木条迅速复燃
二氧化锰能加快氯酸钾的分解
(1)请你帮小明同学填写上表中未填完的空格;
(2)实验一中①②说明了什么?
▲。
(3)在小明的探究实验中,实验一和实验二的作用是▲。
(4)小英同学认为仅由上述实验还不能完全得出表内“总结”,她补充设计了两个探究实验,最终通过实验,完整地证明了二氧化锰是氯酸钾受热分解的催化剂。
第一个的实验操作中包含了两次称量,其目的是:
①▲;第二个的实验是要②▲。
7.为测定空气中氧气所占的体积分数,某同学设计如图所示的实验,在一个耐热活塞的底部放一小块(足量)白磷(白磷在空气中燃烧的温度为40℃),然后迅速将活塞下压,可以观察到的现象为;冷却至原来温度时,松开手,活塞最终将回到刻度处,试回答白磷燃烧的原因。
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8为测定空气中氧气的含量,小华同学打算设计如下方案:
选用实际容积为40mL的试管作反应容器,将过量的白磷放入试管,用橡皮塞塞紧试管口,通过导管与实际容积为60mL且润滑性很好的针筒注射器组成如图的实验装置。
假设此实验能按照小华的设想正常进行,且白磷所占体积与导管内的气体体积忽略不计,请回答
下列问题:
(1)实验前,打开弹簧夹,将注射器的活塞前沿从20mL刻度处推至15mL刻度处,然后松手,若活塞仍能返回至20mL刻度处,则说明____________________。
(2)若先夹紧弹簧夹,用酒精灯加热白磷,燃烧结束,等到试管冷却后再松开弹簧夹。
可观察到的现象为_______________________________________________。
(3)若不使用弹簧夹,用酒精灯加热白磷,充分反应直至燃烧结束,试管冷却。
可观察到的现象为______________________________________________________________。
(4)若按小华的设想进行实验,实际可能遇到诸多问题而发生危险,造成实验失败。
例如______________________________________________________________________
(友情提醒:
白磷也可以燃烧,燃烧时的产物与红磷燃烧的产物相同,燃烧时需提供的温度为40℃;生石灰与水混合能使水沸腾)
6.(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。
7.(10分)某校化学兴趣小组用下列装置制取并收集氧气.
(1)写出适宜于用上述装置制取并收集氧气的反应的化学方程式。
。
(2)图中收集氧气的方法叫,可用此法收集氧气的原
因是。
(3)用该方法收集氧气时,检验集气瓶中是否集满氧气的方法是(选填序号).
A.把燃着的木条伸人瓶内B.把带火星的木条伸人瓶内
C.把带火星的木条放在瓶口D.把带火星的木条放在集气瓶口上方
(4)如果锥形瓶内反应太剧烈,可减慢反应最方便的方法是(选填序号).
A.减慢液体滴加的速度B.换一只小的锥形瓶
C.加热锥形瓶D.向锥形瓶内加水
(5)用上述装置还可以制取并收集另一种气体,反应原理为(用化学方程
式表示).
8某兴趣小组根据实验室提供的仪器和药品进行了氧气的制备实验。
(1)甲同学选用如右图所示的装置制取氧气。
①写出仪器B的名称:
______。
②甲同学应选取的试剂是Mn02和_______(填化学式),
Mn02固体在该反应中起_______作用。
③除用排水法外,甲同学还可选择_____法收集氧气。
④实验前,甲同学先向仪器A中加入水,然后将导管放人水槽中,并打开仪器A的活塞,观察导管口是否有连续的气泡出现。
该实验操作的目的是__________。
(2)乙同学称取一定质量KMn04放在大试管中,将温度控制在250℃加热制取O2,该反
应的化学方程式为________。
实验结束时,乙同学发现收集到的O2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l:
反应生成的MnO2分解放出02;
猜想Ⅱ:
反应生成的K2Mn04分解放出O2
做出上述猜想的理由是_______。
【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Mn02,在250℃条件下加热一段时间,冷却后
测得Mn02的质量不变。
则猜想________________错误。
②第二组同学取K2Mn04在250℃条件下加热,没有用测定质量的方法得
出了猜想Ⅱ正确的结论。
该组同学选择的实验方法是_________________。
【拓展延伸】实验发现,K2MnO4受热只能部分分解,经分析可能是生成物K2O对其分
解产生影响。
请设计实验方案验证:
________________。
【实验反思】通过以上实验探究,你对“问题的发现与解决”有何认识?
_________。
32.小明参观某养鱼池时,好奇地发现农民向养鱼池撒一种叫做过氧化钙的淡黄色固体,用来增加鱼池中的含氧量。
小明刚学完氧气的实验室制法,于是他想可否用过氧化钙制取氧气。
【提出问题】过氧化钙可否用于制取氧气?
【查阅材料】部分内容如下:
过氧化钙(CaO2)室温下稳定,在300℃时分解生成氧气,可做增氧剂、杀菌剂等。
【猜想与验证】
(1)小明依据上述材料,提出猜想Ⅰ:
,然后
进行以下实验
实验装置
实验主要过程
1检验装置气密性。
操作如下:
先将导管伸入液面下,用手紧握试管,观察到________________,松开手后,有液体进入导管。
2加入过氧化钙于试管中,加热,导管口有大量气泡冒出。
3收集满一瓶气体。
④停止加热。
熄灭酒精灯前,应_________________________。
⑤检验气体。
方法是____________________________________。
(2)小明联想到农民用过氧化钙增加鱼池中的含氧量,提出猜想Ⅱ。
猜想Ⅱ:
过氧化钙与水反应可制取氧气。
实验装置
实验主要过程
1检验装置气密性。
②加入过氧化钙和水后,有少量细小气泡缓慢放出,在导管口几乎收集不到气体。
该装置放置到第二天,集气瓶只收集到极少量气体,振荡试管后仍有少量细小气泡缓慢放出。
【实验结论】不能用过氧化钙与水反应制取氧气。
【分析与反思】
①虽然没有快速收集到大量氧气,但由此实验现象,小明认为农民用过氧化钙做增氧剂的主要原因是_________________________________________________。
②小明希望对此实验进行改进,使该反应加快,你能帮他提出建议吗?
你的合理建议:
______________________________________________________________________。
以上建议是否可行,还需进一步通过实验验证。
⑵ ①固定两个注射器中的一个活塞,推动另一活塞,然后松开,如果能回复到原处,说明装置气密性良好(其他合理做法也可得分)
②铜丝量不足 加热温度不够 装置气密性不好 未完全冷却至室温就读数(或其它合理说法任写两点)
③混合物 注射器内空气未完全消耗(说法合理即可)
⑶①氮气 性质较稳定、难溶于水
② ⑵ 更环保(或更精确任写一点)
③ 氧气 固体
④ ①②③④
31.
(1)红磷燃烧消耗了集气瓶中的氧气,瓶内压强减小,小于外界大气压,大气压将水沿着导管乐入集气瓶中。
(2)黄色的硫粉燃烧,放出大量热,发出淡蓝色火焰,产生一种有刺激性气味的无色气体;水沿导气管倒流回集气瓶中,进入集气瓶中水的体积约占集气瓶中空气体积的1/5。
(3)装置始终密闭,不会改变试管内气体的成分白磷+氧气()五氧化二磷
2.加热过氧化钙可制取氧气①导管口有气泡④先从水槽中取出导管⑤用带火星的木条放在集气瓶口①过氧化钙与水反应能缓慢释放氧气②使用合适的催化剂或加热或搅拌(答出任一项均给分)
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