彈簧夾至燒杯的導管內(nèi)有空氣.紅磷不足量.裝置漏氣.觀察時溫度未完全冷卻至室溫. 知識導學 在前面的學習中.你已經(jīng)知道了空氣中含有氮氣和氧氣.除此以外.空氣中還含有哪些成分?我們知何通過實驗探究空氣的組成?化學上如何表示像空氣中氧氣.氮氣等物質(zhì)的組成?氧氣.氮氣對人類如此重要.他們到底具有怎樣的性質(zhì)?學習完本節(jié)后.相信你會找到這些問題的答案. 空氣的主要成分是氮氣和氧氣.注意這里計算的是體積分數(shù).而不是常說的質(zhì)量分數(shù). 積極動手實驗測定空氣中氧氣的含量.在實驗中鍛煉實驗探究能力.實驗中要用較多量的紅磷.控制好溫度.裝置氣密性等的影響. 工業(yè)上用蒸發(fā)液態(tài)空氣的方法分離各種氣體.這一過程是物理變化而不是化學變化. 稀有氣體是氦.氖.氬.氪.氙等氣體的總稱.早期人們把它們統(tǒng)稱惰性氣體是因為早期人們認為這些氣體不跟其他物質(zhì)發(fā)生化學反應.現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)在一定條件下.有些稀有氣體也能跟某些物質(zhì)發(fā)生反應而生成其他物質(zhì).所以現(xiàn)在統(tǒng)稱稀有氣體. 關鍵是理解混合物和純凈物的概念.抓住是否“含一種物質(zhì) 來理解. 疑難導析 本題綜合考查物質(zhì)的物理性質(zhì)和化學性質(zhì).以及考查了測定空氣中氧氣體積分數(shù)試驗的實驗原理.要清楚紅磷燃燒后生成什么物質(zhì).瓶內(nèi)壓強有何變化,要明確木炭和硫磺是否可以燃燒消耗氧氣.生成的物質(zhì)使瓶內(nèi)壓強有何變化.鐵在空氣中能否燃燒.能否消耗氧氣. 這里主要考察了測定空氣中氧氣體積分數(shù)試驗的實驗原理及實驗誤差分析.這道題主要從這些方面考慮:有哪些方面有可能使氧氣沒有消耗完.或有哪些方面雖使氧氣消耗完但瓶內(nèi)壓強并沒有減少那么多. 所以主要從氧氣可能沒被消耗完的原因.或既使氧氣被消耗完而又有其他氣體進來的原因.或溫度較高時壓強也較大等方面分析. 問題導思 首先在設計實驗探究方案時.要結合兩種氣體的性質(zhì)不同.設計操作簡便.現(xiàn)象明顯的實驗. 回顧二氧化碳和氮氣不同的物理性質(zhì)和化學性質(zhì).二氧化碳密度是否比空氣大.是否易溶于水.是否能使澄清石灰水變渾濁.由此確定三種方案:利用密度的不同.利用和石灰水反應的不同和利用溶解性的不同.這要求同學們在平時要注意學習和歸納典型物質(zhì)的各種性質(zhì).并注意對比分析它們的相同點和不同點. 還要解決取樣方法的問題.三種方案的取樣方法各不相同.這要根據(jù)具體的方案來確定.同一方案的取樣方法也是多樣的.比如方案一也可以用注射器吸取后導入澄清石灰水中. 典題導考 綠色通道 熟悉空氣的物理性質(zhì)及各成分的含量.各成分在自然界中的循環(huán)變化. 典題變式 下列對空氣的敘述正確的是( ) A.空氣中氧氣約占總質(zhì)量的1/5.氮氣約占總質(zhì)量的4/5 B.除了氮氣和氧氣.空氣中含量最多的是二氧化碳 C.空氣是一種寶貴的自然資源 D.空氣中的水蒸氣的體積分數(shù)為3% 答案:C 綠色通道 實驗中要認真觀察并分析實驗現(xiàn)象.得出結論.對實驗過程中的失誤和誤差要認真分析.設計實驗時.可圍繞磷燃燒消耗氧氣引起壓強減小.使水位上升或其他明顯的現(xiàn)象來設計. 典題變式 已知空氣的主要成分是氮氣和氧氣.某課外小組設計了測定空氣中氧氣含量的實驗.實驗裝置如左圖2-2所示: 圖2-2 紅磷在空氣燃燒 (1)紅磷在集氣瓶中發(fā)生反應的文字表達式為: .該實驗中紅磷需稍過量.目的是 . (2)若將紅磷換成碳粉.該實驗能否獲得成功?理由是: . 答案:(1)磷+氧氣 五氧化二磷 完全消耗空氣中的氧氣. (2)否 碳燃燒生成氣體.集氣瓶內(nèi)氣體壓強不會減少.沒有水進入集氣瓶.因此實驗不能獲得成功 查看更多

 

題目列表(包括答案和解析)

(2012?德化縣模擬)空氣是一種寶貴的資源.用如圖甲所示裝置,測定空氣里氧氣的含量.實驗時先在集氣瓶里加入少量水,做上記號.用彈簧夾夾緊乳膠管.點燃燃燒匙內(nèi)的紅磷后,立即伸入瓶中并把塞子塞緊.待紅磷熄滅后,發(fā)現(xiàn)紅磷還有剩余,冷卻,打開彈簧夾,燒杯中的水倒流進集氣瓶中,液面上升到圖中A位置.

(1)從上述實驗現(xiàn)象可知:氧氣約占空氣總體積的
1
5
1
5
.請寫出其中兩點關于剩余氣體的有關性質(zhì):①
難溶于水
難溶于水
、②
不支持燃燒等
不支持燃燒等

(2)而某同學在做該實驗中,A內(nèi)氣體減少的體積小于1/5,試問導致該實驗結果的原因可能是
裝置漏氣(或紅磷的量不足或裝置未冷卻至室溫就打開彈簧夾等)
裝置漏氣(或紅磷的量不足或裝置未冷卻至室溫就打開彈簧夾等)
(答一種就可).
(3)某化學興趣小組對此實驗裝置進行了改進,設計如圖乙(選用容積為45mL的18×180mm的試管作反應容器)實驗方案進行,收到了良好的效果.回答下列有關問題:改進實驗(鐵架臺略去)中的操作步驟如下:①點燃酒精燈;②讀取注射器活塞的數(shù)據(jù);③撤去酒精燈,待試管冷卻后松開彈簧夾;④將少量紅磷平裝入試管中,將20mL的注射器活塞置于10mL刻度處,并按圖中所示的連接方式固定好,再將彈簧夾緊橡皮管.
你認為正確的實驗操作順序是
④①③②
④①③②
(填序號).
(4)實驗中,注射器活塞將從10mL刻度處慢慢前移到約為
1
1
mL刻度處才停止.

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為了測定空氣中氧氣的含量,某同學設計裝置如圖1,

(1)將紅磷點燃后,伸入到集氣瓶中,看到的現(xiàn)象①
紅磷劇烈燃燒,產(chǎn)生大量白煙
紅磷劇烈燃燒,產(chǎn)生大量白煙
;
反應冷卻后,打開止水夾后看到的現(xiàn)象②
燒杯中的水沿導管流入集氣瓶中且約占剩余容積的五分之一
燒杯中的水沿導管流入集氣瓶中且約占剩余容積的五分之一
.【①、②描述關鍵現(xiàn)象即可得分】,此反應的化學方程式為:③
4P+5O2
 點燃 
.
 
2P2O5
4P+5O2
 點燃 
.
 
2P2O5

(2)若廣口瓶中的水面上升小于1/5,則可能的原因是:
紅磷的量不足或裝置漏氣或沒等裝置冷卻就打開了彈簧夾
紅磷的量不足或裝置漏氣或沒等裝置冷卻就打開了彈簧夾
.(寫一種,合理即可)
(3)若將紅磷換成木炭,該實驗將不能獲得成功,簡要說明理由:
木炭燃燒產(chǎn)生CO2是氣體,瓶內(nèi)壓強不變,水不會倒流
木炭燃燒產(chǎn)生CO2是氣體,瓶內(nèi)壓強不變,水不會倒流
.(合理即可)
(4)某課外活動小組在學習了書本“空氣中氧氣含量的測定”實驗,知道生成物不能隨便排放在空氣中,否則會對空氣造成污染,所以進行了實驗改進.
在由兩個注射器組成的密閉系統(tǒng)內(nèi)共有50mL空氣,如圖2.然后給裝有紅磷的玻璃管加熱.同時交替推動兩個注射器的活塞,且較長時間內(nèi)無進一步變化時停止.停止加熱后,待冷卻至室溫將氣體全部推至一個注射器內(nèi),實驗結束后,注射器內(nèi)的氣體體積理論上應該剩余
40
40
mL.

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(2013?蕪湖縣模擬)小明為了測定空氣的成分,按下圖所示裝置做實驗:
(1)將燃燒匙中過量的紅磷點燃放入集氣瓶中,觀察到的現(xiàn)象是
紅磷燃燒、產(chǎn)生大量白煙
紅磷燃燒、產(chǎn)生大量白煙

(2)反應停止,等集氣瓶冷卻后,打開彈簧夾,燒杯中的水會
沿導管進入集氣瓶
沿導管進入集氣瓶
,大約達到集氣瓶體積的
1
5
1
5
為止.
(3)剩余氣體具有的性質(zhì)
難溶于水
難溶于水
不支持燃燒
不支持燃燒

(4)小偉也做了上述實驗,但結果他所測得的氧氣含量偏小,試分析導致小偉實驗失敗的原因是什么
裝置漏氣
裝置漏氣
、
紅磷的量不足
紅磷的量不足
(至少寫出兩點).
(5)小莉想使用鎂條來代替紅磷做實驗,老師告訴她這種方法不是較好的方法,因為鎂條在空氣中燃燒非常劇烈,鎂既可以和氧氣反應,也可以和氮氣反應生成氮化鎂.寫出鎂和氮氣反應生成氮化鎂的化學反應的文字表達式:
鎂+氮氣
點燃
氮化鎂
鎂+氮氣
點燃
氮化鎂

(6)實驗課上,某同學用足量的木炭代替紅磷做測定空氣中氧氣含量的實驗,結果實驗失敗了,請你幫助他分析原因
木炭燃燒產(chǎn)生二氧化碳氣體,瓶內(nèi)壓強基本不變
木炭燃燒產(chǎn)生二氧化碳氣體,瓶內(nèi)壓強基本不變

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(1)某化學興趣小組的同學按照課本上的實驗裝置做“測定空氣中氧氣的體積分數(shù)”實驗,如圖1A所示.

①如果實驗非常成功,能觀察到的現(xiàn)象是
產(chǎn)生大量的白煙,放出熱
產(chǎn)生大量的白煙,放出熱
;
燒杯內(nèi)的水會進入集氣瓶中
燒杯內(nèi)的水會進入集氣瓶中

②有同學測出氧氣的體積分數(shù)明顯小于1/5,可能原因是
AC
AC
(用字母符號填空)
A.裝置漏氣         B.紅磷量過多        C.紅磷量不足       D.彈簧夾未夾緊
③有同學提出用木炭代替紅磷進行實驗,可以消除誤差,大家認為不合理,理由是
生成二氧化碳氣體
生成二氧化碳氣體

(2)在老師的指導下,他們對課本上的實驗裝置進行了如圖1B所示的改進(其他儀器略).
①寫出白磷燃燒的文字表達式
磷+氧氣
點燃
五氧化二磷
磷+氧氣
點燃
五氧化二磷

②與A裝置相比較,B裝置的優(yōu)點是
裝置氣密性好
裝置氣密性好
刻度準確
刻度準確
(答兩點).
(3)根據(jù)上面實驗結論,興趣小組的同學又設計如下實驗,估算某試管的容積,具體方案是:用該試管作反應容器,將過量的白磷放入試管,用橡皮塞塞緊試管口,通過導管與實際容積為60mL且潤滑性很好的注射器組成如圖2的實驗裝置.假設此實驗能按照同學們的設想正常進行,且白磷、橡皮塞所占體積與導管內(nèi)的氣體體積忽略不計,請回答下列問題:
①實驗前,打開彈簧夾,將注射器的活塞前沿從20mL刻度處推至15mL刻度處,然后松手,若活塞仍迅速返回至20mL刻度處,則說明
裝置氣密性良好
裝置氣密性良好

②若先夾緊彈簧夾,用酒精燈加熱白磷,燃燒結束,等到試管冷卻后再松開彈簧夾,活塞前沿從20mL刻度處向前移動到12mL刻度處,則試管的容積大約是
40
40
 mL.

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下面幾位同學是測量空氣中氧氣體積含量的四個實驗,請你參與他們的實驗探究:
[實驗一]小強采用A圖所示的裝置進行實驗:在由兩個注射器組成的密閉系統(tǒng)中留有25mL空氣,給裝有細銅絲的玻璃管加熱,同時緩慢推拉兩個注射器活塞,至玻璃管內(nèi)的銅絲在較長時間內(nèi)無進一步變化時停止加熱,待冷卻至室溫,將氣體全部推至一個注射器內(nèi),觀察密閉系統(tǒng)內(nèi)空氣體積變化.
(1)在實驗加熱過程中,交替緩慢推動兩個注射器活塞的目的是
使空氣中的氧氣充分反應
使空氣中的氧氣充分反應

(2)該反應的化學反應表達式
Cu+O2
加熱
CuO
Cu+O2
加熱
CuO
,銅絲表面的變化是
紅色變黑色
紅色變黑色

(3)小強測得實驗結果如下:
反應前注射器內(nèi)氣體總體積 反應后注射器內(nèi)氣體總體積
25mL 22mL
由此數(shù)據(jù)可以推算出他測定的空氣中氧氣的體積分數(shù)
2l%(填“>”、“=”、“<”).造成該實驗出現(xiàn)誤差的原因可能是
.(填序號,)
①沒有交替緩緩推動兩個注射器活塞;
②讀數(shù)時沒有冷卻至室溫;
③加入銅絲量太少;                                          
[實驗二]:小紅采用B圖所示的裝置進行實驗:實驗過程如下:
第一步:將集氣瓶容積劃分為五等份,并做好標記.
第二步:用放大鏡點燃燃燒匙內(nèi)的紅磷.
第三步:待紅磷熄滅并冷卻后,打開彈簧夾,發(fā)現(xiàn)水被吸入集氣瓶中,進入集氣瓶中水的體積約為集氣瓶總?cè)莘e的1/5.
請回答下列問題:
(1)集氣瓶中剩余的氣體主要是
氮氣
氮氣
,根據(jù)實驗推斷它的性質(zhì)有
難溶于水,既不能燃燒,也不能支持燃燒
難溶于水,既不能燃燒,也不能支持燃燒

(2)實驗完畢,若進入集氣瓶中水的體積小于總?cè)莘e的
1
5
,其原因可能是
裝置漏氣、紅磷的量不足
裝置漏氣、紅磷的量不足
,若進入集氣瓶中水的體積大于總?cè)莘e的
1
5
,其原因可能是
裝置內(nèi)的部分空氣逸散出來,就會導致進入集氣瓶中水體積大于五分之一
裝置內(nèi)的部分空氣逸散出來,就會導致進入集氣瓶中水體積大于五分之一

(3)紅磷燃燒的現(xiàn)象是
發(fā)出黃光,放出熱量,冒出大量的白煙
發(fā)出黃光,放出熱量,冒出大量的白煙
,化學反應表達式為
P+O2
點燃
P2O5
P+O2
點燃
P2O5

[實驗三]小華同學打算采用C圖所示的裝置進行實驗:設計如下方案:選用實際容積為25mL的試管作為反應容器,將過量的白磷放入試管,用橡皮塞塞緊試管,通過導管與注射器(注射器的容積為40ml,且潤滑性很好)相連,注射器的前沿停在20ml刻度處.(假設此實驗能夠按照小華的設想正常進行,白磷所占體積與導管內(nèi)的氣體體積忽略不計,且兩個容器間的導管足夠粗,保持空氣正常流動.)請回答下列問題:
(1)實驗前,打開彈簧夾,將注射器活塞前沿從20mL刻度處推至15mL刻度處,然后松開手,若活塞仍能返回至20mL刻度處,則說明
氣密性良好
氣密性良好
;
(2)若先夾緊彈簧夾,用酒精燈加熱白磷,燃燒結束,試管冷卻后,再松開彈簧夾.可觀察到的現(xiàn)象為:
注射器活塞在11mL刻度處
注射器活塞在11mL刻度處

(3)若不使用彈簧夾,用酒精燈加熱白磷,燃燒結束,試管冷卻.在實驗的過程中觀察到的現(xiàn)象為
有大量的白煙冒出
有大量的白煙冒出
,
注射器活塞先向右移動
注射器活塞先向右移動
,
試管冷卻后,注射器活塞最后向左移動
試管冷卻后,注射器活塞最后向左移動

(4)若按小華的設想進行實驗,實際可能遇到諸多問題而發(fā)生危險,造成實驗失敗.例如:
試管受熱不均勻而炸裂等
試管受熱不均勻而炸裂等

[實驗四]小明用圖D裝置進行鎂條在空氣中燃燒的實驗,燃燒、冷卻后打開止水夾,進入集氣瓶中水的體積約占集氣瓶體積的70%.

(1)如圖A儀器的名稱是
燒杯
燒杯
,
鎂帶燃燒的反應表達式為
Mg+O2
點燃
MgO
Mg+O2
點燃
MgO
、冷卻后打開止水夾,水能進入集氣瓶的原因是
鎂與氧氣反應,集氣瓶內(nèi)壓強減少,內(nèi)外產(chǎn)生壓強差
鎂與氧氣反應,集氣瓶內(nèi)壓強減少,內(nèi)外產(chǎn)生壓強差

(2)如果鎂條只和空氣中的氧氣反應,則進入集氣瓶中水的體積最多不超過其容積的
21
21
%.現(xiàn)進入集氣瓶中水的體積約為其容積的70%,根據(jù)空氣的組成可推出減少的氣體中有
氮氣
氮氣

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