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1、空气组成探究实验一、实验药品选择型 例1.小军根据燃烧红磷测定空气中氧气含量的实验原理，认为可用木炭替代红磷测定 空气中氧气的含量，并按图所示装置进行实验。（1）依据的实验原理是_。小军检查装置气密性后，将盛有足量红热木炭的燃烧匙迅速伸入广口瓶中，并把塞子塞紧，待红热的木炭熄灭并冷却至室温后，就打开弹簧夹，并未发现倒吸现象。经过认真分析，小军发现实验失败的原因是（答一条） _。（2）小军反思上述实验的探究过程后认为：用燃烧法测定空气中氧气含量的实验时，在药品的选择和生成物的要求上应考虑是（答一条）_。答案 (1)木炭在空气中燃烧消耗空气中的氧气；木炭在空气中燃烧虽然消耗了空气中的氧气，但生成了
2、二氧化碳气体，致使广口瓶内气体压强未减小。 （2）药品要能在空气中燃烧，燃烧时只消耗氧气（或生成物不能是气体） 二、实验误差分析型 例2. 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，红磷燃烧时瓶内空气受热从导管逸出乙
3、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 探究空气中氧气的含量的实验误差分析，要根据实验原理进行推断，关键看操作的结果是导致密闭体系内气体的压强变大还是减小。甲同学的实验结果比实际偏低，原因可能有：（1）红磷量不足，瓶内氧气没有耗完；（2）未塞紧瓶塞，外界空气进入瓶内；（3）未冷却到室温就打开弹簧夹；乙同学的实验结果比实际偏高，原因可能是广口瓶内的部分空气受热逸出，致使广口瓶内气体的体积减小更多。 答案：D三装置创新型 例3.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
4、皮塞塞紧试管口，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
5、析 本题的创新性在于实验装置始终密闭，不会造成空气污染，通过活塞的移动来测定空气中氧气的含量，提高了实验结果的准确度。（1）实验操作前后装置内气体压强不变，证明该装置的气密性好。（2）白磷在空气燃烧时消耗氧气，产生白烟（生成五氧化二磷），导致密闭体系内气体压强减小，由于氧气约占空气体积的1/5,而试管内空气中氧气的体积约为：40 mL1/5=8 mL，且过量的白磷燃烧能将试管内空气中的氧气耗尽，因此最终活塞的前沿在约12 mL（20 mL-8 mL=12 mL）的刻度线上。（3）白磷在空气中燃烧时放出大量的热，会使密闭体系内的空气受热膨胀，气体压强增大，活塞就会向右移动，当过量的白磷燃烧耗尽密
6、闭体系内的氧气，试管冷却后，密闭体系内气体的压强减小，外界大气压就会推动活塞会向左移动，而密闭体系内空气中氧气的体积约为：（40 mL+20 mL）1/5=12 mL,因此最终活塞的前沿在约8mL（20mL-12mL=8mL）的刻度线上。（4）因为白磷燃烧放出大量的热，会使密闭体系内气体压强增大，所以该实验中可能出现的问题有：橡胶塞弹出、试管爆裂、注射器活塞弹出等。答案 （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题1. 根据初中化学知识，
7、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：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240C40C 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: _ (白磷有毒，红磷无毒)实验步骤实验现象结论和化学方程式将足量红磷放到燃烧匙中，点燃红磷，进行实验
8、产生黄色火焰，冒出大量白烟，瓶壁有热感；待红磷燃烧停止并冷却后，打开止水夹，进入集气瓶中水的体积约占1/5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:_ (C和O2反应生成CO2，反应前后集气瓶内气体体积不变)（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（4） 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例题2. 小丽同学想用如
9、图所示的装置探究空气中氧气的含量请你参与探究：实验过程：（1）将两只燃烧匙内放入过量的木炭和红磷；（2）分别用酒精灯点燃木炭和红磷，将燃烧匙迅速放入集气瓶内，并塞紧橡胶塞；红磷燃烧观察到有:_ 产生，反应的化学方程式:_（3） 待完全冷却后打开两侧止水夹观察到右侧集气瓶几乎无水进入，而左侧集气瓶进水量约为_(集气瓶容积的1/5)结论解释：右侧集气瓶中水不能进入的原因是_(消耗氧气的体积等于产生二氧化碳的体积，使得气体总体积没变，压强不变，水不能进入)例3. 据有关资料报道，现在世界上每年因腐蚀而报废的金属材料相当于其年产量的20%40%。某课外活动小组的同学为了研究金属腐蚀的条件，进行了如下的
10、探究活动：ABC实验装置实验现象铁片不生锈铁片不生锈铁片生锈且水面附近锈蚀最严重发现问题：盛有水的铁锅在与水面接触的部位最容易生锈。提出问题：铁制品生锈的原因是什么？提出假设：铁制品生锈与水和空气中的氧气有关。实验探究：将三块小铁片分别按上图所示放置，每天观察并记录实验现象，十天后所得现象如表中所示。 请根据以上实验及产生的现象回答下列问题：（1）B中氮气的作用是_。（2）上述实验所得到的结论是：铁生锈是铁与_、_等物质共同作用的结果。（3）实验启示：结合生活实际，写出一种防止铁等金属制品生锈的具体方法_。答案：（1）隔绝空气或隔离氧气 或其他合理答案均可（2）水 空气（氧气）（3）使用防锈漆
11、等合理措施均可例题4. 小明同学发现铜制的眼镜框表面出现了绿色的物质，通过化学学习知识了该物质为铜绿，主要成分 是。提出问题：铜是在什么条件下锈蚀的？猜想：根据铜绿的化学式，小明猜想铜生锈可能是铜与空气中的_ ，_共同作用的结果。设计与实验：小明通过实验对铜片锈蚀的条件进行了探究，如上图所示。实验进行较长时间后，发现_试管中光亮的铜片生锈。思考：其余三支试管中铜片不生锈的原因分别是：（1）_。（2）_。（3）_。小结：铜片锈蚀的条件是铜与空气中的_长期接触。解析：猜想不是凭空想象出来的，必须有事实和理论的支持，通过对的化学式分析，结合质量守恒定律，可知铜的生锈过程中一定有含碳元素的物质参与反应
12、，再结合铁的生锈过程，从而得知铜生锈是铜与空气中的水、氧气、二氧化碳共同作用的结果，所以B试管中由于反应物同时具备，因此里面的铜片会逐渐生锈。而另三支试管中由于反应物不全，所以里面的铜片依旧光亮。答案：猜想：氧气、二氧化碳、水 例题5、铁暴露在空气中会生锈。不知你注意了没有，将苹果切开不久，果肉上就会产生一层咖啡色的物 质，也好象是生了“锈”一样。某化学活动小组对此进行了探究。 【提出问题】切开的苹果“生锈”与什么因素有关？ 【猜想与假设】猜想：可能与空气没有关系，只是果肉内的物质自身相互反应而“生锈”。猜想：可能是果肉中的物质与空气中的氧气作用而“生锈”；猜想：可能是果肉中的物质与空气中的氮
13、气作用而“生锈”；猜想：可能是果肉中的物质与空气中的二氧化碳作用而“生锈”；猜想：可能是果肉中的物质与空气中的氧气作用而“生锈”，并且苹果“生锈”的速度还可能与温度有关。【收集证据】（一）查阅有关资料：已知苹果“生锈”是果肉里的物质（酚和酶）与空气中的一种物质发生反应，生成咖啡色的物质。（二）实验探究：针对上面的猜想至猜想，化学活动小组依次设计了实验方案，进行了实验验证，并依次观察到下列实验现象。请你将他们设计的可行的实验探究方案，填写在下表中猜想 可行的实验方案 观察到的实验现象猜想将一小块果肉浸入盛有蒸馏水的烧杯中，观察现象。 果肉表面不变色猜想 果肉表面变色。猜想 果肉表面不变色。猜想 果肉表面不变色。猜想温度高的先变色 【得出结论
