人教版初中化学科学探究《测定空气里氧气含量的探究》专题练习(word版有答案)8034

科学探究《测定空气里氧气含量的探究》1、下面几位同学是测量空气中氧气体积含量的几个实验，请你参与他们的实验探究：【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是（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是（填序号。。）①读数时没有冷却至室温；②加入铜丝量太少；【实验二】：小红采用B图所示的装置进行实验：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五分之一。请回答下列问题：（1）集气瓶中剩余的气体主要是。（2）根据实验推断集气瓶中剩余气体的性质有。【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、某实验小组对教材内测量空气中氧气体积分数的实验进行改进，并取得成功（装置如图）。。【实验准备】具支试管和小气球内空气总体积为50mL，注射器中留下的空气体积为50mL，该装置气密性良好。【实验探究】装入药品，按图所示连接好仪器。用酒精灯在红磷部位加热，加热时不断推拉注射器活塞，气球忽大忽小，并不断将气球中的气体全部挤入试管中。【现象分析】（1）实验开始时应先检查装置气密性。连接装置后且其气密性良好，若将注射器向内推，可观察到气球变（填“大”或“小”）。（2）加热试管底部，红磷被引燃，说明燃烧不能缺少的一个条件是，足量的红磷在试。写出红磷燃烧的化学管中未能全部燃烧，说明试管内剩余气体具有的化学性质为方程式：。（3）实验定后，读取注射器内【得出结论】氧气约占空气总体积的【反思评价】实验中，加热时不断推拉注射器的较的优点为结束后，停止加热，待试管冷却至室温，将气球内的气体全部挤入注射器内，待注射器活塞稳剩下气体的体积为mL。五分之一。目的为；此实验与课本实验比。3、某化学兴趣小组的同学对空气中氧气含量的测定实验进行探究。（1）如图1所示装置和药品进行实验，冷却至室温后打开止水夹，可观察到的现象是：。若观察到结果小于预期值，则可能是因为。（2）小请结合实验目的，在①点燃酒精灯②撤去酒精灯，待试管冷却后松开弹簧夹。③将少量红磷平装入试管中，将20mL的注射器活塞置再将弹簧夹紧橡皮管。④读取注射器活塞的数据。最终注射器活塞将从10mL刻度处慢慢前移到约为4、某化学兴趣小组的同学对空气中氧气含量的测定进行实验探究。组内同学还对该实验进行了如图2所示的改进。（已知试管容积为45mL）以下的操作中排出正确的实验操作顺序（填序号）。于10mL刻度处，并按上图中所示的链接方式固定好，mL刻度处才停止。【观察与记录】（1）按如图所示装置和药品进行实验，实验中可观察到的现象是：①集气瓶内；②待装置冷却到室温打开止水夹，【讨论与交流】。（2）若用铁丝代替红磷测定空气中氧气的含量，小明同学认为不可以，其原因是。若用木炭代替红磷，小丽同学认为也不可以，其原因是【分析与思考】。（3）小芳同学用镁条代替红磷来测定空气中氧气的含量，结果却发现倒吸的水量远远超过集气瓶的五分之一．小组内同学帮她仔细检查，发现装置的气密性及操作步骤均无问题。你认为造成此现象的原因可能是【归纳与结总】（4）小组内同学反思上述实验的探究成物的要求上应考虑的是5、科学课本上用图甲的装置来测定空气中氧气的体积用四硫化钠（NaS）固体替代红磷进行实验，其反应原理为2NaS+O+2HO=8S↓+4NaOH过程后认为：若用燃烧法。（写出两分数，而小明通过査询资料对该实验进行改进，利测定空气中氧气含量，在药品的选择或生、条即可）242422实验步骤：①将足量的四硫化钠（NaS）固体置于试管中，加入适量的水并迅速塞紧橡胶塞，再充分振荡。24②测量液面至橡胶塞下沿的距离，记录数据h（如图乙所示）・1③将该试管插入水中（如图丙所示），取下橡胶塞，观察到试管内液面上升。④当管内液面稳定时塞紧橡胶塞，将试管取出倒转过来，测量液面至橡胶塞下沿的距离（如图丁所示）记录数据h。2⑤按照①～③再重复实验两次。3次实验数据如下表所示：第1次11.08.7第2次第3次11.69.2h/厘米11.41h/厘米29.1（1）步骤①中进行充分振荡的目的是（2）计算第3次实验空气中氧气的体积（3）小明设计的实验与课本上的实验相比，有什么优点；分数约为（结果精确到0.1%）；。（写出一点即可）（4）同学们分析了小明的实验方案后，认为步骤④中塞紧橡胶塞的时机对测量结果有影响，请问何时塞橡胶塞测量结果最准确？。6、兴趣小组借助如图装置（夹持装置已略）及相关试剂粗略测量空气中O的体积百分数。2（1）实验前用砂纸打磨铁钉至光亮的目的是（2）已知试管剩余空间和导管的体积为20mL，导管截面积约为1cm2，充分反应后，形成稳定液柱时，读取读数为4.1cm，则空气中氧气的体积分数为%（保留小数点后一位）。（3）实验时发现上述测量过程因反应较慢耗时较长，现对影响铁生锈速率的因素如作下分析：一：溶液的酸碱度；假设二：NaC1溶液的浓度；请你再提出一种影响铁生锈快慢的因素。。【提出假设】假设假设三：。【实验探究】借助上述实验装置，通过控制铁钉用量等其他条件均相同时，调节溶液的pH获得了如表实验数据：pH2.005.50.63.06.04.15.16.54.15.37.08.04.1液柱高度（cm）形成稳定液柱时间（min）4.13.015.617.5【实验结论】根据实验数据分析，为缩短种方法进一步缩短实验时间【实验反思】当pH=2时，没有观察到7、实验创新是中学生最为重要的科学素养，如图是某校师实验。（已知白磷在40℃时即燃烧，其燃烧现象与产物与红磷燃烧相同）实验测定时间，pH的最佳范围（答一条即可）。稳定液柱形成的原因是生测定空气中氧气含量的是；还可以采取何。创新【实验步骤】（1）测量试管的容积。（2）检查装置的气密性。（3）装药品，将注射器活塞调整到合适位置，连接好仪器。（4）用弹簧夹夹紧胶皮管，加热粗铜丝，观察现象。（5）燃烧结束后，打开弹簧夹，观察注射器活塞的移动情况。【反思交流】（1）测量试管容积的方法是。（2）若试管的容积为60mL，加热前注射器活塞至少应调整到（3）该实验中利用铜丝加热会不会影响测量结果？你的看法是mL以上（填整数）。。8、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。1】按图1所示装置，用2】按图2所示装置，【实验红磷燃烧的方法测定空气中氧气的体积分数。【实验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。（1）实验1中，。红磷熄灭后，集气瓶冷却至室温，打开K，水原是因（2）为提高实验的准确性，以上两个实验都需要注（3）实验过程中，连接数字传感器，测得实验1、实验2中氧气的图4所示。依据图3，图4信息，1”或“实验判断依据是红磷燃烧的主要现象是能倒吸入集气瓶的。意的事项是（写一点）。分数随时间变化的关系分别如图3、2”）的测定方法更准确，体积（填“实验。（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（写两点）。二氧化碳的体积积分数，该替代物应满足的条件是【实验3】测定用排空气法收集到的集气瓶中分数。（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。9、兴趣小组对测定空气中氧气含量的实验进行了回顾和探究。【实验回顾】（1）实验室常用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的含量，写出红磷燃烧的化学方程式，观察到的现象是；（2）兴趣小组用该方法测出的氧气含量常常低于五分之一，可能的原因是①装置漏气②，装置内氧气有剩余；…【实验探究】为了加快反应速率，小明通过查阅资料，利用铁粉、炭粉、氧化钠等物质又进行了实验（装置如图），8分钟测后得的数据如表：实验前的体积实验的后体积烧杯内剩余蒸馏水65.0mL集气瓶内空气烧杯内蒸馏水120.0mL90.0mL请写出利用上述数据计算出空气中氧气含量为（精确到0.1%）【结论与反思】通过上述实验探究，选择铁粉、氯化钠和蒸馏水进行实验，可并减小实验误差。10、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1所示，拉瓦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。（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B．时间足够长，能将密闭装置中的氧气几乎耗尽C．实验没有污染D．生成的化合物加热分解又能得到（2）继拉瓦锡研究后，英国科学家瑞利经多次实验气密度。造成这一差异主要与空气中的相关。Ⅱ．兴趣小组A的实验：用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的含量（（3）用酒精灯点燃燃烧匙中过量的红磷，观察到的现象有。炭粉、较为快速地完成实验如图部分银白色的液态汞另一容。固体过程中汞和氧气发现：从空气分离得到的氮气密度总是略大于纯净氮如图2所示），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是实验误差）。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（已排除操作原因引起的Ⅲ．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，计算实验测得的空气中氧气的体积分数是（6）该实验中NaCl溶液的作用是。（计算结果精确到0.1%）。11、某研究小组用如图所示装置，探究能否用镁条代替红磷测定空气中氧气含量。【提出猜想】猜想1：可以代替，因为镁条与氧气反应后不会产生气体猜想2：不能代替，因为镁条可能会与空气中的其他成分发生反应【进行实验】步骤实验操作实验现象组装好装置后，打开止水夹，手烧杯中导管口有气泡冒出，松手后，烧杯中导管末端有Ⅰ捂集气瓶，一段时间后，松开手一段液柱关闭止水夹，点燃镁条，迅速伸镁条燃烧，放出大量热，发出耀眼白光，生成大量白烟，Ⅱ入集气瓶中，塞好塞子剩余固体为白色带状物还夹杂着极少量淡黄色的固体Ⅲ冷却至室温，打开止水夹烧杯中水从导管进入集气瓶中，体积约为集气瓶体积的五分之二【解释与结论】（1）步骤（2）步骤（3）根据实验现象中的经查阅资料得知氮化镁（MgN）为淡黄色的固体，于是小晴猜想镁条还可能会与空气中Ⅰ的实验目的是。Ⅱ中，关闭止水夹的目的是。（写一个即可）可以推测猜想2成立。①【继续探究】32的发生反应；②【设计实验】她设计实验方案证明自己的猜想；③【实验结论】镁条与氮气反应的化学方程式为：；④【反思与评价】通过上述探究活动，你对燃烧有什么新的认识？。参考答案1、解：【实验一】（1）交替缓慢推动两个注射器活塞的目的是：使空气中的氧气充分反应；故填：使空气中的氧气充分反应；（2）题干已经说明冷却时是问了，所以造成该实验出现误差的原因可能是加入铜丝量太少，故填：②；【实验二】（1）空气主要是由氮气和氧气组成的，氧气不消耗，剩余的主要是氮气；故填：氮气；（2）本实验也体现了氮气难溶于水，既不能燃烧，也不能支持燃烧的性质；故填：难溶于水，既不能燃烧，也不能支持燃烧；【实验三】（1）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，若活塞刻度处，则说明装置的气密性良；好故填：装置的气密性良；好（2）因为氧气约占空气体积的五分之一，所以该实验操作所能消耗的氧气体积为：25mL×1/5=5mL，燃烧仍能返回至20mL结束，试管冷却后再松开弹簧夹，会观察到注射器的活塞向左移动至刻度10处停止；故填：注射器的活塞向左移动至刻度10mL处停止。2、解：（1）实验开始时应先检查装置气密性，连接装置后且其气密性良，好若将注射器向内推，可观察到气球变大；故答案为：大；（2）加热试管底部，红磷被引燃，说明燃烧不能缺少的一个条件是：温度达到着火点，足量的红磷在试管中未能全部燃烧，说明试管内剩余气体具有的化学性质为不支持燃烧或不与红磷反应；磷和氧气在点燃的条件下生成五氧化二磷，配平即可；故答案为：温度达到着火点；不支持燃烧或不与红磷反应；4P+5O2PO；252（3）实验结束后，停止加热，待试管冷却至室温，将气球内的气体全部挤入注射器内，待注射器活塞稳定后，读取注射器内剩下气体的体积为30mL；实验中，加热时不断推拉注射器的目的为充分耗尽空气中的氧气，使实验结果更准确；此实验与课本实验比较的优点为：误差小或无污染；故答案为：30；充分耗尽空气中的氧气，使实验结果更准确；误差小或无污染；3、解：（1）如图1所示装置和药品进行实验，冷却至室温后打开止水夹，可观察到水进入集气瓶至第一刻度处；若观察到结果小于预期值，则可能是因为红磷不足，装置漏气，没有冷却至室温就打开止水夹等。故填：水进入集气瓶至第一刻度处；红磷不足，装置漏气，没有冷却至室温就打开止水夹等。（2）正确的实验操作顺序：将少量红磷平装入试管中，将20mL的注射器活塞置于10mL刻度处，并按上图中所示的链接方式固定好，再将弹簧夹紧橡皮管，点燃酒精灯，撤去酒精灯，待试管冷却后松开弹簧夹，读取注射器活塞的数据；消耗氧气体积：45mL×1/5=9mL，因此最终注射器活塞将从10mL刻度处慢慢前移到约为1mL刻度处才停止。故填：③①②④；1。4、解：（1）①集气瓶内红磷燃烧，产生白烟。故填：产生白烟。②待装置冷却到室温打开止水夹，水进入集气瓶约占集气瓶中空气总体积的五分之一。故填：水进入集气瓶约占集气瓶中空气总体积的五分之一。（2）若用铁丝代替红磷测定空气中氧气的含量，小明同学认为不可以，其原因是铁在空气中不能燃烧。故填：铁在空气中不能燃烧。若用木炭代替红磷，小丽同学认为也不可以，其原因是木炭燃烧生成二氧化碳，导致水不能进入集气瓶。故填：木炭燃烧生成二氧化碳，导致水不能进入集气瓶。（3）造成此现象的原因可能是空气中的氮气、氧气都能和镁反应。故填：空气中的氮气、氧气都能和镁反应。（4）若用燃烧法测定空气中氧气含量，在药品的选择或生成物的要求上应考虑的是：反应物是固体，只能和氧气反应，生成物是固体。故填：反应物是固体，只能和氧气反应；生成物是固体。5、解：（1）步骤①中进行充分振荡的目的是：为了使氧气充分反应；故答案为：为了使氧气充分反应；（2）第3次实验空气中氧气的体积分数=；故答案为：20.7%；（3）小明设计的实验与课本上的实验相比，优点是：不需要加热，节约能源；操作简便等；故答案为：不需要加热，节约能源或操作简便等；（4）塞橡胶塞测量结果最准确的是：当试管中的液面不再上升时，塞橡胶塞测量结果最准确；故答案为：当试管中的液面不再上升时，塞橡胶塞测量结果最准确；6、解：（1）实验前用砂纸打磨铁钉至光亮的目的是：除去铁钉表面的铁锈；故答案为：除去铁钉表面的铁锈（氧化膜）；（2）空气中氧气的体积=1cm2×4.1cm=4.1cm3=4.1mL，氧气的体积分数=，故答案为：20.5；（3）【提出假设】假设三：温度、铁的形状等；【实验结论】根据实验数据分析，为缩短实验测定时间，pH的最间；【实验反思】当pH=2时，实验等（合理即可）；pH等于2时酸性较强，铁与铁的形状等（合理即可）；6.0～6.5；用铁粉代替铁钉或在较高的环境温度下实验等（合理即可）；2时酸性较强，铁与酸反应产生H导致装置内压强较大；7、解：（1）测量试管的容积时，可以先装满水，然后将水倒入量筒中进行测量；但是白磷在燃烧过程中会放出热量导致气体的体积膨胀，所以至少要放在12ml处；（3）实验中利用铜丝加热，不会影响测量结果，尽管铜丝会消耗掉一定氧气，但是实验的目的消耗氧气，并且生成物是非气体物质；1）把试管装满水，然后把水倒入量筒中测量；（但是实验的目的就是为了消耗氧气，并且生成物是非气体物质；8、解：（1）实验1中，红磷燃烧的主要现象是：产生了大量的白烟等。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：氧气被消耗，集气瓶内气体压强小于大气压。（2）为提高实验的准确性，以上两个实验都需要注意的事项是装置的气密性要良好等。（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信息可知，实验2测定方法更准确，判断依据是：反应后，实验1集气瓶内剩余氧气的体积分是8.6%，实验2集气瓶内氧气几乎要耗尽。（4）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是能够和氧气反应，生成物佳范围是6.0～6.5；还可以采取用铁粉代替铁钉或在较高的环境温度下实验等，进没有观察到稳定液柱形成的原因是：用铁粉代替铁钉或在较高的环境温度下酸反应产生H导致装置内压强较大；故答案为：一步缩短实验时温度、2pH等于2就是为了2）12；（3）不会，尽管铜丝会消耗掉一定氧故答案为：（气，不是气体；（5）二氧化（6）由于密封装置内轻体的压强随温度的降低而减小，为达到实验目的，操作方法是用打开K，瓶内为温度降低，压强减小，氢氧换钠溶液被吸入，吸收了二氧化碳，可以测定出集气瓶中二氧化碳的体积分数1）产生了大量的白烟；氧气被消耗，集气瓶内气体压强小于大气压。（2）装置的气密性要良好。（3）实验2；反应后，实验1集气瓶内剩余氧气的体积分是8.6%，实验2集气瓶内氧气几乎要耗尽。（4）能够和氧气反应，生成物不是气体；（5）2NaOH+CO=NaCO+HO；（6）用冰水冷却集气瓶，打开K。9、解：（1）磷和氧气在点燃的条件下生成五氧化二磷，配平即可；观察到的现象是：放出白烟，放热，碳与氢氧化钠反应生成了碳酸钠和水，化学方程式是：2NaOH+CO=NaCO+HO；2232冰水冷却集气瓶，。故答为：（2232生成白色固体；故答案为：4P+5O2PO；25放出白烟，放热，生成白色固体；2（2）兴趣小组用该方法测出的氧气含量常常低于五分之一，可能的原因是：①装置漏气；②红磷的量不足；③没有冷却到室温就读数等；利用上述数据计算出空气中氧气含量=故答案为：红磷的量不足；20.8%；10