九上实验串讲2

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1、2020 年-2021年最新 秋季 第一学期（上册）九上实验串讲 2-空气成分的测定【实验说明】在解空气中氧气含量测定的基本题型时首先要弄清定量测定空气组成的原理，即创设一个密闭的环境 （容器），利用可燃物在其中燃烧耗尽空气中的氧气，从而使容器内的压强小于外面大气压，测得液体（水 或其他液体）进入容器内的体积即为消耗的氧气体积，从而得出结论。试题中除基本题型外考查的点主要有：剩余气体的性质；实验中的误差分析；实验药品的选择；实验装置的改进；实验原理的应用等。【实验原型】1有关空气组成的研究与发现对化学的发展做出了重要贡献。I. 拉瓦锡的研究：用加热汞的方法测定空气中氧气的含量如图 1所示，拉瓦

2、锡把少量的汞放在密闭的玻璃容器中连续加热12天后，发现有一部分银白色的液态汞变成红色粉末，容器内空气体积减少了约五分之一。收集汞表面生成的红色粉末（氧化汞），置于另一容器内强热得到了汞和氧气，且氧气的体积恰好等于原来密闭容器里所减少的空气体积。HeO（1）上述实验中，使用汞的优点有。A. 汞为液态，在加热的条件下只与氧气反应且生成物为固体B. 时间足够长，能将密闭装置中的氧气几乎耗尽C. 实验过程中没有污染D. 生成的化合物加热分解又能得到汞和氧气2）继拉瓦锡研究后，英国科学家瑞利经多次实验发现：从空气分离得到的氮气密度总是略大于纯净氮气密度。造成这一差异主要与空气中的相关。II .兴趣小组A

3、的实验：用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的含量（如图2所 示）（3）用酒精灯点燃燃烧匙中过量的红磷，观察到的现象 ，并放出大量的热。写出该反应的化学方程式：。4）该兴趣小组同学经多次实验发现：当反应停止并恢复至室温，用氧气浓度传感器测得广口瓶内始终有8%左右的氧气残留。请分析红磷燃烧无法耗尽氧气的原因 （已排除操作原因引起的实验误差）。浸润 港的嫖民（内壁厳有的泯合物）Ill.兴趣小组B的实验：用铁生锈原理测定空气中氧气含量（如图3所示）。测得实验数据如表:测量实验前实验后烧杯中剩余水集气瓶（扣除内容物）和导管的体积项目烧杯中水的体积的体积体积/ml80.049.0150.0（5）根据表中数据，

4、计算实验测得的空气中氧气的体积分数是（计算结果精确到0.1%）。（6） 该实验中NaC 1溶液的作用是。2.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. 在汞槽中起到液封的作用C. 能将密闭装置内空气中的氧气几乎耗尽D. 生成的化合物加热分解又能得到汞和氧气实验回顾】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），当冷却至室温后，集气 瓶内剩余气体的成分_A.五氧化二磷B 主要成份为氮气和氧气C.纯净的氮气D.主要成份为氮气的混合气体兴趣小组的同学用该方法测出的氧气含量

5、常常远低于21%。提出问题】用红磷燃烧的方法为什么测定空气中氧气的含量会偏小？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，凤九分别用过量的红磷和白磷进行该实验，用测定氧气浓度的传感器测II二杭曲油 1王一継ifir水UU 图3得反应后装置内氧气浓度分别为8.85%和3.21%。请从燃烧条件的角度分析产生上述 两个结果较大差异的主要原因是：。【实验探究1】东华根据铁生锈的原理，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3）。通过7天测得的数据计算出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

6、的主要优点是： 利用铁粉、炭 粉、氯化钠等物质又进行了实验实噓前的体穆实验后的体翟集气瓶內烧杯内空气蒸憎水余麴水1131 niL90 0mL碍 jfthL实验探究 2】为了加快反应速率，东华通过查阅资料装置如图 4）。8 分钟后测得的数据如下表：请计算出空气中氧气含量为（计算结果保留一位小数）。卷渦MrQ辭痕廊滤 班（内唯燃召快SL 块粉的袒作抄7 r曲4【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，生成铜绿铜绿主要成分为 Cu2（OH）2CO3写出生成铜绿的化学方程式。若将图3 装置中

7、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。（相对原子质量：C-12 0-16）【答案】1. ABD；稀有气体；大量的白烟；4P+5O2点燃2P2O5；当广口瓶内的氧气浓度过低时就不能支持红磷持续燃烧； 20.7%；加快铁生锈消耗氧气的速率2. BCD； D；红磷不足、实验前没有夹弹簧夹；白磷着火点比红磷着火点低；装置内残留的氧气更少，实验结果更准确；20.2%；铁粉、碳粉、氯化钠和蒸馏水；2Cu+O2+H2O+CO2-Cu2（OH）2CO3不能，因为空气中二氧化碳含量约只有0.03%，铜不能将装置中的氧气几乎耗尽【近迁移】1.下面几位同学是测量空气中

8、氧气体积含量的几个实验，请你参与他们的实验探究=Q.水工璘BB 红）谈弹齧夹 邮器实验一小强采用A图所示的装置进行实验：在由两个注射器组成的密闭系统中留有25mL空气，给装 有细铜丝的玻璃管加热，同时缓慢推拉两个注射器活塞，至玻璃管内的铜丝在较长时间内无进一步变化 时停止加热，待冷却至室温，将气体全部推至一个注射器内，观察密闭系统内空气体积变化（已知铜能 与空气中的氧气反应）。（1）在实验加热过程中，交替缓慢推动两个注射器活塞的目的 。（2）小强测得实验结果，空气中氧气的体积分数小于20%,造成该实验出现误差的原因可能 。（填序号） 读数时没有冷却至室温； 加入铜丝量太少实验二：小红采用B图所

9、示的装置进行实验：实验过程如下： 第一步：将集气瓶容积划分为五等份，并做好标记。第二步：用放大镜点燃燃烧匙内的红磷。 第三步：待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，发现水被吸入集气瓶中，进入集气瓶中水的体积约为集气 瓶总容积的。请回答下列问题：（1） 集气瓶中剩余的气体主要 。（2） 根据实验推断集气瓶中剩余气体的性质。实验三小华同学打算采用C图所示的装置进行实验：设计如下方案：选用实际容积为25mL的试管作 为反应容器，将过量的白磷放入试管，用橡皮塞塞紧试管，通过导管与注射器（注射器的容积为40ml, 且润滑性很好）相连，注射器的前沿停在20ml刻度处。（假设此实验能够按照小华的设想正常进行， 白

10、磷所占体积与导管内的气体体积忽略不计，且两个容器间的导管足够粗，保持空气正常流动。）请回 答下列问题：（1）实验前，打开弹簧夹，将注射器活塞前沿从20mL刻度处推至15mL刻度处，然后松开手，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，试管冷却后再松开弹簧夹，观察到的现象为。2某化学兴趣活动小组为测定空气中氧气的含量，进行如下探究实验：（1）如实验中可以看到玻璃容器内白磷燃烧时的现象，该反应的符号表达式。实验结束后，恢复至常温，活塞应停在刻 处，出现该现象的原因是：。 玻璃容器内余下的气体主要是。 此反应中白磷要过量，目的是。1 23 4二卜活塞曰

11、琏的它热水3某兴趣小组开展“测定密闭容器中某种气体的体积分数”的探究实验。【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。劉1鑒（1） 实验1中，红磷燃烧的主要现象 。红磷熄灭后，集气瓶冷却至室温，打开K,水能倒吸入集气瓶的原因是。（2） 为提高实验的准确性，以上两个实验都需要注意的事项 （写一点）。（3）实验过程中，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如图3、图4所示。依据图3,图4信息， （填“实验1”或

12、“实验2”）的测定方法更准确，判断依据是。4）结合你的学习经验，若要寻找红磷或铁粉除氧剂的替代物，用图1或图2装置测定空气中氧气的体积分数，该替代物应满足的条件 （写两点）。实验3】测定用排空气法收集到的集气瓶中二氧化碳的体积分数。（5）甲同学设计图5所示装置进行测定。浓NaOH溶液的作用是 （用化学方程式表示）。6）乙同学提出，仅利用图 6 所示装置，在不添加其他试剂的前提下，也能测得集气瓶中二氧化碳的体积分数。为达到实验目的，操作方法是 4化学兴趣小组对空气中氧气含量的测定进行了如下实验探究。将数显设备、三种传感器(气体压强、温度、氧气浓度)和其它装置按图1 连接，装置气密性良好。实 验开

13、始，打开并调试好传感器和数显设备，用酒精灯将足量红磷点燃，立即将燃烧匙伸入瓶中并塞紧橡 皮塞。各传感器测得的数据如图2 所示，横坐标为时间，纵坐标表示该段时间内气体压强、温度、氧气 浓度对应的变化情况。(1-氧汽迹復占低千诉t)湿匡匡1郢(1) 写出红磷燃烧的化学方程式：。(2) 根据图2中压强变化曲线，be段压强升高的原因是。实验结束打开活塞的过程中，压强曲线中对应的线段是。(3) 图2中X曲线表示的是 (填“温度”或“氧气浓度”)变化情況。(4) 实验结束测得装置内氧气浓度为8.85%后改用足量白磷实验测得氧气浓度为3.21% 白磷燃烧的微观图示如图3,写出白磷燃烧的化学方程式：。 采用教

14、材装置测定空气中氧气含量时，改用白磷能使测定结果较准确的原因。 根据实验结果，你对燃烧条件的新认识是。5法国化学家拉瓦锡通过实验得出的结论是氧气约占空气总体积的1/5，某校的化学兴趣小组对该实验进行了探究。探究一：第一化学兴趣小组的同学按照课本的实验装置做“测定空气中氧气的体积分数”实验，但测出的氧气体积分数明显偏小，设计改进实验(图1)。【查阅资料】颜色、状态熔点/c燃烧所需最低温度/c密度/gcm -3红磷暗红色固体5902402.34白磷白色固体44.1401.82(1)写出课本实验集气瓶中红磷发生反应的文字表达 ，属于反应。(填基本反应类型)写一条原因）（2）课本实验测出氧气体积分数偏小的原因：（3）对课本实验装置进行了如图1 的改进。 把红磷更换为白磷，理由是 通过粗铜丝来点燃玻璃管内的白磷，利用了金属铜的导电性 与课本实验装置相比，图1装置的一个优点是4 3 2 1B05LO15 惰性申热板图1图2探究二：第二化学兴趣小组设计了图2所示的装置，探究空气中氧气的体积分数，其中A是底面积为 50cm2、高20cm的圆筒状玻璃容器（带密封盖），上面标有以cm为单位的刻度，B是带刻度的敞口玻 璃管（其他