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实验突破(一)空气中氧气含量的测定回归教材1.实验仪器及装置一般使用集气瓶、燃烧匙、橡胶塞、止水夹、胶皮管、玻璃导管、烧杯等进行实验2.实验原理利用红磷燃烧消耗密闭集气瓶内空气中的氧气,使瓶内的压强________,在大气压的作用下,_________________________________________________的体积,发生反应的化学方程式为减小烧杯中的水被压入集气瓶,进入集气瓶中水的体积,4P+5O22P2O5可粗略地认为是集气瓶内空气中所含氧气3.实验步骤(1)检查装置的(2)在集气瓶中加入少量水,再把水面以上的部分分成五等份并做上记号(3)点燃的红磷,立即伸入瓶中,把塞子塞紧(4)红磷燃烧停止后,冷却到,打开止水夹,观察现象4.实验现象(1)______________________________________(2)_________________________________________________________________________________（续表）气密性燃烧匙内过量室温红磷燃烧,产生大量白烟,放出热量烧杯中的水进入集气瓶内,进入集气瓶内水的体积约占集气瓶中原空气体积的𝟏𝟓5.实验结论氧气约占空气体积的推论:氮气难溶于水、不能燃烧也不能支持燃烧补充:氮气的化学性质(氮气可用于医疗手术,作食品保护气等不活泼𝟏𝟓（续表）6.误差分析(1)结果偏小:①装置漏气②______________③等(2)结果偏大:①红磷点然后,燃烧匙伸入瓶内速度过慢,未及时塞紧瓶塞②未夹(或未夹紧)止水夹等红磷量不足装置未冷却到室温就打开止水夹（续表）7.装置改进改进装置是否合理需要考虑以下几个方面:(1)是否能将装置中的氧气耗尽。(2)是否有气体逸出,产生误差。(3)是否对空气造成污染（续表）1.图S1-1是测定空气中氧气含量的实验装置(钟罩中的水面上的体积已经分为5等份,并标有刻度a、b、c、d),请根据实验回答问题。(1)该实验中红磷要足量的原因是。拓展训练图S1-1[答案](1)确保钟罩中的氧气被完全消耗[解析](1)实验的目的是测定空气中氧气含量,原理是消耗氧气使装置内外产生压强差,水被吸入钟罩内占据氧气的空间,从而达到测定氧气的目的,红磷过量,可使集气瓶中的氧气被完全消耗。1.图S1-1是测定空气中氧气含量的实验装置(钟罩中的水面上的体积已经分为5等份,并标有刻度a、b、c、d),请根据实验回答问题。(2)可观察到的实验现象为,涉及的化学反应方程式是。图S1-1[答案](2)钟罩中产生大量白烟,水位上升到“a”刻度处4P+5O22P2O5[解析](2)红磷与氧气反应,生成了五氧化二磷固体,所以会导致钟罩内压强减小,水被压入钟罩,进入的水量正好占据钟罩内氧气的空间,约为集气瓶体积的,即钟罩中产生大量白烟,水位上升到“a”刻度处。151.图S1-1是测定空气中氧气含量的实验装置(钟罩中的水面上的体积已经分为5等份,并标有刻度a、b、c、d),请根据实验回答问题。(3)燃烧后钟罩内剩余的气体主要是,请结合实验推测该气体的性质:物理性质,化学性质。图S1-1氮气无色气体,不溶于水不燃烧也不支持燃烧1.图S1-1是测定空气中氧气含量的实验装置(钟罩中的水面上的体积已经分为5等份,并标有刻度a、b、c、d),请根据实验回答问题。(4)该实验中产生的白烟会污染环境,根据对实验的观察,请问实验刚结束就马上把钟罩拿出水槽并撤去胶塞,这样做行吗?并说明理由:。图S1-1[答案](4)不行,五氧化二磷有毒,逸散到空气中会污染环境(合理即可)[解析](4)五氧化二磷有毒,实验刚结束就马上把钟罩拿出水槽并撤去胶塞,会污染环境。2.[2017·山西百校联考二]从古到今,人们对空气成分的研究一直都在进行。(1)二百多年前,法国化学家拉瓦锡用图S1-2所示装置,定量测定了空气中氧气的含量,他把少量的汞放在密闭容器中加热12天,其目的是,其反应的化学方程式为2Hg+O22X,则X的化学式为。将容器内的氧气完全耗尽图S1-2HgO2.[2017·山西百校联考二]从古到今,人们对空气成分的研究一直都在进行。(2)目前,我们用图S1-3所示装置来测定空气中氧气的含量,反应的化学方程式为,红磷燃烧的现象为,若操作不当,会产生实验误差,写出集气瓶内液面上升不足的一个原因:_______________。产生大量白烟、放出热量图S1-34P+5O22P2O5红磷的量不足(或装置的气密性不好或没有冷却至室温就打开止水夹)2.[2017·山西百校联考二]从古到今,人们对空气成分的研究一直都在进行。(3)测定空气中氧气含量的装置还有很多。图S1-4装置能达到实验目的的是。abcb图S1-43.[2019·北京顺义期末]化学课上,同学们探究能否用木炭测定空气中氧气的含量。探究装置(左)和探究结果(右)如图S1-5所示(注:木炭足量)。回答下列问题。(1)装置中石灰水的作用是(用化学方程式表示)。(2)通过该探究得出的结论是,依据是___________________________________________________________________________________________________________。图S1-5不能用木炭测定空气中氧气的含量CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O根据木炭燃烧过程中氧气含量的变化曲线可知,木炭燃烧不能耗尽氧气,当氧气浓度低于10%时,木炭不能燃烧4.[2019·福建]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S1-6甲所示装置,用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的体积分数。[实验2]按图乙所示装置,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。(1)实验1中,红磷燃烧的主要现象是。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。图S1-6[答案](1)产生大量白烟氧气被消耗,集气瓶内气体压强小于大气压[解析](1)实验1中红磷燃烧产生大量白烟,待集气瓶冷却后,打开K,由于氧气被消耗,集气瓶内气体压强小于大气压,导致水倒吸入集气瓶。4.[2019·福建]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S1-6甲所示装置,用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的体积分数。[实验2]按图乙所示装置,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。(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(写一点)。图S1-6[答案](2)装置的气密性良好(或红磷和铁粉除氧剂足量等其他合理答案)[解析](2)实验1和实验2都应注意装置的气密性良好,反应物应足量等事项,从而提高实验的准确性。4.[2019·福建]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S1-6甲所示装置,用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的体积分数。[实验2]按图乙所示装置,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。图S1-6(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丙、图丁所示。依据图丙、图丁所示信息,(填“实验1”或“实验2”)的测定方法更准确,判断依据是。图S1-7[答案](3)实验2反应后,实验1集气瓶中剩余氧气的体积分数为8.6%,而实验2集气瓶中氧气几乎耗尽[解析](3)分析图丙和图丁信息可知,实验2的测定方法更准确,因为实验1中集气瓶剩余氧气的体积分数约为8.6%,而实验2集气瓶中氧气几乎耗尽。4.[2019·福建]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S1-6甲所示装置,用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的体积分数。[实验2]按图乙所示装置,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。(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,用图甲或图乙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(写两点)。图S1-6[答案](4)能够和氧气反应;生成物不影响测定结果(或其他合理答案)[解析](4)通过上述实验可知,若要寻找红磷或铁粉除氧剂的替代物,该物质应能和氧气反应,且生成物不能为气体,不影响测定结果。4.[2019·福建]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S1-6甲所示装置,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)甲同学设计图戊所示装置进行测定。浓NaOH溶液的作用是(用化学方程式表示)。图S1-6图S1-8[答案](5)2NaOH+CO2Na2CO3+H2O[解析](5)实验3测定排空气法收集到的集气瓶中二氧化碳的体积分数,浓氢氧化钠溶液吸收二氧化碳,即2NaOH+CO2Na2CO3+H2O,从而导致集气瓶内气体压强减小,烧杯内水倒吸入集气瓶内,进入集气瓶中水的体积即为二氧化碳的体积。4.[2019·福建]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S1-6甲所示装置,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。(6)乙同学提出,仅利用图己所示装置,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。图S1-6图S1-8[答案](6)用冰水冷却集气瓶,打开K(或其他合理答案)[解析](6)为了使烧杯内的氢氧化钠溶液倒吸,必须使集气瓶内压强减小,可用冰水冷却集气瓶,瓶内压强减小,再打开K。