空气中氧气含量的测定”实验探究汇编

空气中氧气含量的测定”实验探究汇编1．（2004四川省第26题）在“空气中氧气含量的测定”实验探究中，甲生设计了如下实验方案：在燃烧匙内盛过量红磷，点燃后立即插入集气瓶内，塞紧橡皮塞，待红磷火焰熄灭，集气瓶冷却至室温，打开铁夹，水注入集气瓶。（实验装置如图1所示）回答下列问题：（1）实验过程中，观察到的主要现象是，。反应的化学方程式是。（2）乙生用上述实验装置测定的结果是：空气中氧气含量与正常值有较明显的偏差，其操作上的原因可能是（要求答出两种）：，。（3）丙生也设计了一个实验方案，装置和操作同上，只不过用木炭代替了红磷。当木炭停止燃烧，集气瓶冷却至室温，打开铁夹后，水能否进入集气瓶？为什么？。（4）若仍然用木炭代替红磷，丙生的实验方案应作何改进，才能保证实验成功？（只需答出实验方案中须改进的地方）。2．（2004年无锡市第37题）某研究性学习小组设计了如图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50cm3、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(其他辅助装置略)。他们的操作过程如下：a．检查装置的气密性；b．加入水并调整B的高度．使A中的液面至刻度15cm处；c．将过量的铜粉平铺在惰性电热板上。盖紧密封盖；d．通电加热铜粉，待充分反应后．冷却到原来的状况，调整B的高度使容器A、B中的液面保持水平，记录液面刻度。(注：A容器内固态物质所占的体积忽略不计)(1)在操作a中检查装置气密性的方法是_____________________________。(2)在上述实验中，下列物质不能代替铜粉的是____________(填字母)。A．红磷B．木炭C．铁粉(3)往操作d结束时，装置A中液面的刻度约为___________cm(填整数)。如果在操作d结束时，装置A中液面刻度在11cm处．则实验结果比理论值_________(填“偏大”或“偏小”)。(4)该小组中有同学提出，用木炭代替铜粉也能测定空气中氧气的体积分数．只要将水换成一种溶液，则该溶液是_____________，其原因是(用化学方程式表示)_______________________________。3．(2006年淮安市第29题)小明和小芳在讨论“能否用蜡烛燃烧法来粗略测定空气中氧气的含量”这一问题时，小芳认为：通过右图3装置，用蜡烛燃烧法测得空气中氧气的含量会_________(填“偏高”、“偏低”或“不变”)。她根据蜡烛燃烧产物的特点阐述了自己的理由：_______________________________________________________，并用图3装置进行实验，证实了自己的结论。(注：本题实验中装置的气密性良好，水槽中的液体是水)小明认真分析了小芳的实验结果后，进行了如下探究：[提出问题]导致小芳这一实验结果还有其它原因吗?[实验探究]小明设计了图4装置，进行以下操作：(1)取黄豆粒大小的白磷，用滤纸吸去表面的水份，放人捆在电烙铁下面铁片的凹槽内；(2)将燃烧匙内的蜡烛点燃后迅速插人钟罩内，并立即塞紧橡皮塞；(3)待蜡烛熄灭后(蜡烛有剩余)，接通电烙铁电源，发现白磷先熔成液体，接着燃烧产生大量白烟，说明通电前钟罩内含有_________，产生白烟的化学反应方程式是______________________。[得出结论]导致小芳这一实验结果的另一原因是____________________________________。[交流与反思]小明和小芳分析了上述实验后，又提出了一个问题：__________________________________。4．（2006年南和县第28题）用来测定空气成分的方法很多，图5所示的是小明用红磷在空气中燃烧的测定方法。实验过程是：第一步：将集气瓶容积划分为五等份，并做好标记。第二步：点燃燃烧匙内的红磷，伸入集气瓶中并把塞子塞紧。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1/5。请回答下列问题：（1）上面的实验同时证明了氮气有的化学性质。（2）实验完毕，若进入集气瓶中水的体积不到总容积的1/5，你认为导致这一结果的原因可能是。（3）某同学对实验进行反思后，提出了改进方法（如图6所示），你认为改进后的优点是：。5．（2006年韶关市第20题）某校化学兴趣小组就空气中氧气的含量进行实验探究：[集体讨论]（1）讨论后同学们认为，选择的药品既要能消耗氧气，又不会跟空气中的其它成分反应，而且生成物为固体。他们应该选择（填编号），A．蜡烛B．红磷C．硫粉为了充分消耗容器中的氧气，药品的用量应保证。（2）小组同学共同设计了如右图的两套装置，你认为合理的是（填编号）。为了确保实验的成功，在装药品之前应该。[分组实验]在讨论的基础上，他们分组进行了实验。[数据分析]实验结束后，整理数据如下：（注：集气瓶容积为100mL）组别123456进入集气瓶中水的体积（mL）202119202218（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。[实验拓展]（4）小组的同学做完实验后又尝试用木炭重新做了以上实验，发现水几乎没有进入集气瓶。经讨论，同学们一致认为如果事先在集气瓶内注入少量溶液来吸收气体，实验也能取得较好的效果。6．（2007年长沙市第47题）请按图8给出的条件进行实验，你能观察到什么现象，为什么？（提示：某些非金属氧化物能和水反应生成酸，如：CO2+H2O=H2CO3）图8图97．（2007年佛山市第19题）图9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：实验目的实验现象实验结论测定空气中______的体积分数白磷着火燃烧，活塞先右移，后左移，最后停在刻度约为_______（填整数）的位置上。空气的成分按体积计算，________约占21%8．（2007年鄂州市第四题18、19）某同学为测定空气里氧气的含量，设计了如图所示的实验装置。该同学在“金属梯”的每一步的凹处放置一颗用滤纸吸干水后的白磷，用放大镜会聚6V手电筒光于靠近水面的一步“金属梯”处的白磷上。请回答问题。（1）一段时间后，可观察到的现象是________________________________________。（2）“金属梯”的每一步上都放置一小颗白磷与只靠近水面的一步“金属梯”处放一大颗白磷相比，优点是：_____________________________________________。9.（2007年永州市第34题）某化学兴趣小组对教材中“测定空气里氧气含量”的实验（见图11）进行了大胆改进，设计图12）（选用容积为45mL的18×180mm的试管作反应容器）实验方案进行，收到了良好的效果。请你对比分析下面图11、图12实验，回答下列有关问题：（1）指出实验中A、B仪器的名称：A______________、B________________。（2）图11实验中发生反应的化学方程式为__________________________________________________。（3）图12实验的操作步骤如下：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的注射器活塞置于10mL刻度处，并按图12中所示的连接方式固定好，再将弹簧夹紧橡皮管。④读取注射器活塞的数据。你认为正确的实验操作顺序是__________________________________________________（填序号）。（4）图12实验中，注射器活塞将从10mL刻度处慢慢前移到约为__________________mL刻度处才停止。（5）对照图12实验，你认为图11实验有何不足之处？（回答一点即可）__________________________________________________。10．（2008年安徽第14题）某校研究性学习小组用图13装置进行镁条在空气中燃烧的实验，燃烧、冷却后打开止水夹，进入集气瓶中水的体积约占集气瓶容积的70％。(1)右图中A仪器的名称是______，燃烧、冷却后打开止水夹，水能进入集气瓶中的原因是：__________________。(2)如果镁条只和空气中的氧气反应，则进入集气瓶中水的体积最多不超过其容积的______％。现进入集气瓶中水的体积约为其容积的70％，根据空气的组成可推出减少的气体中有氮气。【发现问题】氮气是怎么减少的呢?【假设一】氮气与镁条反应而减少。【假设二】___________________________________________________。【查阅资料】镁条在氮气中能燃烧，产物为氮化镁(Mg3N2)固体。氮化镁中氮的化合价是_____。镁条还可以在二氧化碳气体中燃烧生成碳和氧化镁，该反应的类型是_______。(3)通过以上探究，你对燃烧的有关知识有了什么新的认识：__________________________________________________________(写出一点即可)。11．（2008年陕西省第18题）用下图14所示装置测定空气中氧气的含量。（1）实验时，取下橡胶塞，点燃红磷迅速伸入集气瓶中并塞紧橡胶塞，这时看到的现象是__________________________________________。（2）小倩设计了如下图15所示的改进装置，其优点是不污染空气或操作简便或实验误差较小（只写一点）。从理论上分析，玻璃管内液面最终将上升至___处（填1、2、3、4），但实验测结果液面往往偏低，其原因可能是____________________________________________（其他合理答案均可）。（只写一条）图14图15图1612．（2008年黑龙江省鹤岗市第21题3）根据空气的成分填空，小兰同学用图16装置进行实验，结果发现测得的氧气体积分数大于1／5，请你帮助她分析造成这种结果的可能原因是：_________________________________________。13．（2010浙江湖州第34题）某科学兴趣小组查阅资料得知镁可在氮气中燃烧生成Mg3N2，设计了如下方案进行验证。步骤1：用盛水的水槽、无底的废广口瓶、燃烧匙、蒸发皿、橡皮塞等装配成如图所示的装置。另准备一只有一根铜丝穿过的橡皮塞，铜丝末端固定一根镁条。步骤2：引燃燃烧匙中足量的红磷，塞好橡皮塞。待充分冷却，观察到广口瓶内水面上升的体积约占瓶内水面原上方空间的1／5左右。步骤3：往水槽中加水使广口瓶内外水面相平。点燃镁条，更换橡皮塞，镁条在广口瓶内继续燃烧，发出红光，放出热量。待冷却后广口瓶内水位继续上升。(1)步骤2的目的是。(2)在步骤3“待冷却后广口瓶内水位继续上升”是由于瓶内气压(选填“大于”“小于”或“等于”)外界气压。(3)根据上述实验和你所学的知识，请写出镁在空气中燃烧时的化学方程式：参考答案1．（1）红磷燃烧生成大量白烟注入集气瓶中的水约占其体积的1/54P+5O22P2O5（2）瓶塞未塞紧，造成装置漏气红磷不足集气瓶未冷却至室温就注入水（3）不能木炭燃烧生成的CO2与消耗的氧气的体积相等，红磷燃烧前后集气瓶内的压强不变（4）在集气瓶内壁上预先淌一层氢氧化钠溶液或在瓶塞上插入吸有NaOH溶液的胶头滴管在打开铁夹前，将胶头滴管中的NaOH溶液注入集气瓶中2．往B中加水，使A、B液面保持水平，盖紧A的密封盖，再向B中加水，使B中的液面高于A，一段时间后B中液面不下降，则气密性好。（或往B中加水，使A、B液面保持水平，盖紧A的密封盖，在用手捂住A的外壁，B中液面上升，则气密性好。B12偏大NaOH2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O3．偏低蜡烛燃烧在消耗氧气的同时产生二氧化碳氧气5O2+4P2P2O5钟罩内氧气未消耗完为什么实