《《空气中氧气含量的测定》实验探究专项训练[1]》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《空气中氧气含量的测定》实验探究专项训练[1]（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、初中化学专项练习 泓锐 2012 年 9 月 23 日 1空气中氧气含量的测定实验专题复习知识梳理 空气中氧气含量的测定如右图所示。1、可观察到的现象是 磷燃烧有大量白烟生成，打开止水夹后水进入集气瓶内大约 1/5 体积处 。2、该实验设计的原理是利用 红磷燃烧耗尽密闭容器中 1/5 体积的氧气，使容器内压强减小，导致水被吸入集气瓶内大约 1/5 体积。反应方程式为：4P + 5O2 = 2P2O5 。3【实验步骤】1）在集气瓶内加入少量水（用于溶解生成的五氧化二磷，同时吸收燃烧产生的热，有利于瓶内降温），把集气瓶剩余容积划分为 5 等分，并做上记号。2用止水夹夹紧乳胶管。把燃烧匙内的红磷放在
2、酒精灯火焰上点燃，立即伸入瓶中并把塞子塞紧。观察红磷燃烧时的现象。 3待红磷熄灭并冷却后，打开止水夹，观察实验现象及水面的变化情况。4【实验现象】红磷燃烧时发出黄白色火焰，同时放出热量，随着反应的进行，瓶内充满白烟。待集气瓶冷却到室温时，打开止水夹，烧杯中的水被吸进集气瓶中，进水的体积恰好近似于集气瓶中原空气体积的 1/5。5【注意事项】 1装置不能漏气。 2红磷要过量，以保证瓶内的氧气耗完。 3点燃红磷后要立即伸入集气瓶中，并塞紧塞子，不能使外界空气进入瓶内。4止水夹要夹紧，防止红磷燃烧时气体膨胀使瓶中气体从导管逸出。5等到集气瓶冷却到室温时再打开止水夹，防止瓶内气温高于外界气温，使进入瓶内
3、的水减少 6【实验分析】实验后若结果偏小，可能的原因有红磷量过少 、装置气密性不好 、没有冷却到室温就打开止水夹 。实验后若结果偏大，可能的原因有止水夹没有夹紧 、燃烧匙伸入集气瓶过慢 。7、实验时选择的可燃物需具备以下条件：（1）能在空气中燃烧 （如铁丝不行）；（2）燃烧时只消耗氧气 （如镁带不行）；（3）生成物不能为气体 （如硫粉、木炭等不行）。8、该实验还可推出，瓶内剩余 4/5 体积的气体是氮气 ，其物理性质有无色无味、难溶于水 ；化学性质有不燃烧也不支持燃烧 。9 其他常见变形装置如下图：装置形式虽然不同，但原理都是相同的，即用燃烧法测定空气中氧气的含量。（注意：该实验应从 1、实验
4、现象的描述；2、实验原理；3、实验的改进；4、药品的选择；5、实验推断的性质等五个方面去掌握）点燃初中化学专项练习 泓锐 2012 年 9 月 23 日 2典例解析 例 1（2012 荔湾区）右图 1 所示装置可用于测定空气中氧气的含量，实验前在集气瓶内加入少量水，并做上记号。下列说法中不正确的是 （ ）A该实验证明空气中氧气的含量约占 1/5B实验时红磷一定要过量C实验前一定要检验装置的气密性D红磷燃烧产生大量的白雾，火焰熄灭后立刻打开弹簧夹解析：D 中红磷燃烧产生大量白烟。保证实验成功的关键是：装置不漏气，只有装置气密性良好才能使得反应后装置内的压强显著减小，水才能进入到瓶子中。红磷足量才
5、能将氧气消耗完毕，测量结果才准确。火焰熄灭后待装置冷却后再打开止水夹，否则由于热胀冷缩缘故会使测量结果不准确。红磷不能使用硫磺、木炭来代替，因为硫磺、木炭燃烧后生成的二氧化硫、二氧化碳为气体，不能使装置内气体压强显著减小，如使用硫磺或木炭则必须在水中加入氢氧化钠。 答案：D例 2（2011 天河区）右图 2 是一个具有刻度和活塞可滑动的玻璃容器，其中有空气和足量的白磷，将它放在盛有沸水的烧杯上方，进行实验。请完成实验报告：（1）实验目的：测定空气中 的体积分数。（2）实验现象：白磷着火燃烧，活塞先右移，后左移，最后停在刻度约为 （填整数）的位置上。（3）实验结论：空气的成分按体积计算， 约占
6、1/5。解析：（1）氧气（2）8（3）氧气 提示：白磷燃烧 放热气体体积膨胀故活塞先向右移动，当温度降下后气体体积缩小活塞左移。 例 3 （2011 广州卷）.某班同学用右图装置测定空气里氧气的含量。先用弹簧夹夹住乳胶管。点燃红磷伸入瓶中并塞上瓶塞。待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，观察 广口瓶内水面变化情况。实验完毕甲同学的广口瓶内水面上升明显小于瓶内空气体积的 1/5,乙同学的广口瓶内水面上升显大于瓶内空气体积的 1/5。下列对这两种现象解释合理的是（ ）甲同学可能使用的红磷量不足，瓶内氧气没有消耗完；甲同学可能未塞紧瓶塞，红磷熄灭冷却时外界空气进入瓶内；乙同学可能没夹紧弹簧夹，红磷燃烧时瓶
7、内空气受热从导管逸出；乙同学可能插入燃烧匙太慢，塞紧瓶塞之前，瓶内空气受热逸出A.只有 B.只有 C.只有 D.解析：D例 4、（2010 花都区）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 40 mL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，图 1图 2初中化学专项练习 泓锐 2012 年 9 月 23 日 3图9通过导管与实际容积为 60 mL 且润滑性很好的针筒注射器组成如右图的实验装置。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 20 mL 刻度处推
8、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_ _。解析：（1）装置的气密性好（2）白磷燃烧，产生白烟，活塞前沿在约 12 mL 的刻度线上 （3）白磷燃烧，产生白烟，活塞先向右移动，最终稳定在约 8 mL 的刻度线上（4）橡胶塞弹出、试管爆裂、注射器活塞弹出等 例 5（2012广州）某化学兴趣
9、小组的同学按照课本上的实验装置做“测定空气中氧气的体积分数”实验(如图 8 所示)，但测出的氧气的体积分数明显小于 1/5。请你参与探究：【提出问题】造成误差的原因是什么？如何改进课本上的实验装置？【查阅资料】红磷、白磷的一些性质如下表：颜色、状态 熔点/ 着火点/ 密度/(g/cm 3)红磷 暗红色固体 590 240 2.34白磷 白色或黄色固体 44.1 40 1.82【猜想与假设】甲同学：可能是导管内原含有空气，后来留有吸入的水，影响实验的准确性。乙同学：可能是瓶内残留气体中还有氧气。你还能作出的猜想是 。【交流与讨论】（1）丙同学认为用木炭代替红磷，就可以消除误差，大家认为他的猜想不
10、合理，理由是 。 （2）他们对课本上的实验装置进行了图 9 所示的改进(其他仪器忽略)。 甲同学提出应把红磷换为白磷，理由是 。 通过粗铜丝来点燃玻璃管内的白磷，这利用了金属铜的 性。 与课本上的实验装置相比较，该装置的一个优点是 。解析：【猜想与假设】装置气密性不好（或红磷用量不足；或没有冷却到室温就打开止水夹等） 【交流与讨论】 （1）木炭在空气中燃烧生成二氧化碳气体，使反应前后气体体积变化不明显 （2） 白磷的着火点低，容易用铜丝点燃（或红磷着火点高，不易被铜丝点燃等） 导热性 可以保证反应过程中装置不漏气（或可以保证在相同的压强下测定反应前后气体的体积，不会污染空气等）初中化学专项练习
11、 泓锐 2012 年 9 月 23 日 4例 6（2011 天津市）空气、水是人类赖以生存的自然资源。（1）测定空气中氧气体积分数的实验装置如下图所示。在集气瓶内加入少量的水，并五等分水面以上的容积，做上记号。用弹簧夹夹紧乳胶管。点燃燃烧匙内足量的红磷后，立即伸入瓶中并把塞子塞紧。写出红磷在空气中燃烧的化学式： 。待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，观察到烧杯中的水进入集气瓶，瓶内水面最终上升约至 1 刻度处。由此可知氧气约占空气总体积的 。红磷熄灭后，集气瓶内剩下的气体主要是 ，该气体 （填“支持”或“不支持”）燃烧。解析： 4P+5O2 2P2O5 氮气 不支持 例 7（2011 广州市）按右
12、图组装仪器，关闭止水夹，通电使红磷燃烧。请回答下列问题：（1）燃烧的现象是 ；（2）红磷燃烧一段时间后，自动熄灭了，你认为原因是 ；（3）冷却后，松开止水夹，你观察到的现为 解析（1）红磷继续燃烧，产生白烟，火焰慢慢熄灭 （2）集气瓶内的氧气已消耗完（3）烧杯里的水倒吸到集气瓶内（或烧杯的水面下降），集气瓶中的水约占集气瓶容积 （3）通过对实验结果的交流，大多数同学都验证出氧气约占空气体积的_ 通过实验还可以推断集气瓶中剩余气体的性质是_反思该实验和拉瓦锡所 做实验的共同原理是：在密闭容器内通过加热或燃烧某种可燃物，消耗容器内的氧气，使密闭体系内外形成_，而引起的现象差异来分析空气中氧气的含量
13、 （3）1/5， ；难溶于水 【反思】气压差初中化学专项练习 泓锐 2012 年 9 月 23 日 5某校化学研究性学习小组在学习了“空气中氧气含量测定”的基础上，改进了教材中的实验，设计出了如图所示的实验装置实验步骤如下：如图所示，连接仪器，检查装置的气密性发现装置的气密性良好在集气瓶里装进适量 a 体积的水，燃烧匙里放一块白磷（白磷燃烧所需要的最低温度是 40），并在酒精灯上把玻璃棒下端加热，按图示装置把集气瓶中的空气密封起来，把长导管的另一端放入盛有足量水的烧杯中（注：集气瓶内的长导管已伸到了瓶底）用力把预先加热过的玻璃棒按下与白磷接触，观察到白磷立即着火燃烧，产生大量白烟，同时放出大量
14、的热（注：白磷与红磷燃烧的产物相同）待白磷燃烧熄灭后，稍加振荡，白烟消失待集气瓶完全冷却至室温，量出集气瓶中水的体积是 b，整个集气瓶的体积是 c根据 a、b、c 三个数据，计算出空气中氧气的体积分数根据以上信息，回答下列问题（1）集气瓶中白磷燃烧的文字表达式 磷+氧气=五氧化二磷（2）在白磷开始燃烧到最后熄灭的过程中，集气瓶内水面的变化情况是 先往下再往上（3）若实验非常成功，当 c 为 500mL，a=100mL，则 b= 180mL（4）组内成员小张对“实验前集气瓶里要装进适量 a 体积的水”非常不理解咨询了组长小明之后，他终于明白“a 体积的水”的作用，其一是为了加快步骤中集气瓶的冷却
15、速度；其二则主要是 防止白磷燃烧时集气瓶中气体受热膨胀逸出（5）在上述实验中，下列操作的实施和实验现象的出现，会导致实验最后产生的实际值大于理论值的是 BA、装置气密性不好 B、实验前集气瓶里没有装 a 体积的水C、集气瓶没有冷却到室温 D、用红磷代替白磷（红磷燃烧所需要的最低温度在 240左右）解：（1）写文字表达式时，白磷要写成“磷”，不要把条件写成“燃烧”；（2）白磷燃烧时会放出大量的热，集气瓶内空气受热体积膨胀，气压增大，使集气瓶内的水沿玻璃管流入烧杯内；燃烧停止后，温度下降，瓶内气压减小，烧杯中的水就会沿着玻璃管再流入集气瓶内；（3）白磷燃烧只消耗空气中的氧气：，集气瓶内空气为 500-100=400mL，由于氧气约占空气总体积的1/5，所以消耗掉氧气的体积为 80mL，则烧杯中的水会进入集气瓶内约 80mL，所以集气瓶内水的总体积为100+
