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1、空气中氧气含量测定实验箜理人:0事度1 .为提高测定空气中氧气含量实验的精确度,某化学兴趣小组对课本实验进行了创新改进(食品脱氧剂率温下就能跟氧气发生化学反应)。【实验步骤】取一根玻璃管,用橡皮塞将一罐密封;将食品脱氧剂粉末迅速转入玻璃管,立即向管口注入一滴水将玻璃管密封,水滴的下端标为A、弹动玻璃管使脱氧剂粉末分布均匀且紧密,脱氧剂的上端标为0,如图甲所示;水平滚动玻璃管,使食品脱氧剂粉末平插在玻璃管中,静置至水滴不再移动时,水滴的右端标为B,如图乙所示;用刻度尺测量出AO段和AB段的长度,并计算出AB与AO的比值;洗涤、干燥实验装置,重复上述实验,记录数据如表:实验次数0mmBmmAB/A
2、O1524.9109.90.20942526.5110.50.20993526.0110.50.2101【得出结论】(I)根据表格中的实验数据,可知空气中氧气含量为(结果保留到0.01%)。【思考讨论】(2)实验步骤中,将食品脱氧剂粉末平铺在玻璃管中的目的是:o(3)该改进实验与课木实验相比较,有哪些优点?o水麴-SiA玻璃管食品脱氧剂OOOCOQ食品脱氧剂2 .测定空气中氧气含量的装置如图:(1)足量的红磷燃烧熄灭后,集气瓶中剩余气体主要是(填一种),其化学性质有。(2)红磷足量的原因是o(3)集气瓶中放少许水的目的是o3 .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D进行了大
3、胆改进,设计图(II)(选用容积为45m1的18X18Omm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I、图II实验,回答下列有关问题:(1)指出实验中A仪器的名称o(2)图I实验中发生反应的化学方程式为。(3)图II实验的操作步骤如下:点燃酒精灯。撤去酒精灯,待试管冷却后松开弹簧夹。将少量红磷平装入试管中,将20m1的注射器活塞置于IOm1刻度处,并按图II中所示的连接方式固定好,再用弹簧夹夹紧橡皮管。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II实验中,注射器活塞将从IOm1刻度处慢慢前移到约m1刻度处才停止。4 .某科学兴趣小组对教材中
4、“测定空气中氧气含量”的实验(见图I)进行了大胆改进,设计图(II)(选用容积为45m1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I、图实验,回答下列有关问题:(1) A瓶冷却后打开止水夹,现象为:。(2)某同学用图实验的操作步骤如下:点燃酒精灯;撤去酒精灯,待试管冷却后松开弹簧夹;将少量红磷平装入试管中,将20m1的注射器活塞置于Iom1刻度处,并按图中所示的连接方式固定好,再将弹簧夹夹紧橡皮管;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)。(3)图实验中,注射器活塞将从10矶刻度处慢慢前移到约为此刻度处才停止。5 .小明设计如图所示的实验装置来同时完成
5、燃烧条件的探究和空气中氧气含量的测定。装置中注射器活塞与内壁摩擦非常小,可忽略不计。实验操作步骤如下:步骤1:检查装置气密性,且装置气密性良好。步骤2:将盛有足量白磷的燃烧匙放入空集气瓶中,塞紧塞子,白磷不燃烧。步骤3:打开集气瓶塞子,往瓶中倒满80的热水,并塞紧塞子,白磷仍然不能燃烧。步骤4:打开M和通过注射器从。管抽水,当瓶中液面刚低于燃烧匙底部时,立即同时关闭K1、发现瓶中白磷燃烧,此时读出注射器中水量为/亳升,导管b中水的体积忽略不计。步骤5:待整个装置冷却至室温时,只打开发现注射器中的水剩余上毫升。(1)白磷和红磷在空气中燃烧的现象相似。步骤4中,白磷燃烧的现象是O(2)结合步骤2、
6、4,说明白磷燃烧需要的条件是O(3)该实验测得空气中氧气的含量为(用科、来表示)。(4)小明多次重复上述实验,测得空气中氧气的体积分数远大于21%,原因是。6 .两百多年前,法国化学家拉瓦锡用如图1所示的装置定量研究了空气的成分,小金仿照这个历史上著名实验的原理,用如图2所示的装置来测定空气中氧气的含量。(1)写出上述实验中氮气的物理性质:一(2)小金在用如图的装置做实验时发现进入集气瓶的水大于集气瓶容积的导数这一结果的原因是(多选,填序号)。燃烧匙中的红磷放少了实验前橡皮管上的弹簧夹没有夹紧集气瓶口上的瓶塞没有塞紧红磷停止燃烧后立即打开弹簧夹把点燃的红磷伸入集气瓶中后没有立即塞紧瓶塞(3)改
7、进后,小金发现在用图乙所示的装置做实验时,即使在装置气密性良好,且操作正确的情况下,吸入的水也往往小于集气瓶容积的;查阅资料可知,拉瓦锡实验测出氧气约占空气总体积的1造成上述实验偏差的原因可能是。(写出一个即可)7 .某科学兴趣小组对“测定空气中氧气含量”的实验进行了改进:将数显设备、气体压强传感器和空气中氧气含量测量装置按下图连接。装置气密性良好,调节右边敞口容器和集气瓶里的水面相平,此时集气瓶内气体的体积为VI。关闭活塞,点燃燃烧匙内的红磷,立即塞紧瓶塞,待火焰熄灭后,过一段时间打开活塞,观察到集气瓶中的水位上升。待集气瓶内的水面不再上升时,集气瓶内的气体体积为V2。然后向右边容器内加入一
8、定量的水至两边水面再次相平,此时集气瓶内的气体体积为V3,在点燃红磷至打开活塞这一过程中,观察到数显设备显示集气瓶内的气体压强先上升后下降,再趋于稳定。请回答:(1)数显设备显示,开始一段时间集气瓶内气体压强上升,这是因为温度升高导致的气压变化量(选填“大于”、“等于”或“小于”)氧气量减少导致的气压变化量。(2)基于数显设备显示的气压变化,“过一段时间打开活塞”中的“一段时间”指的是火焰熄灭后到所经历的时间。(3)在整个实验过程中,集气瓶中减少的氧气体积为(选填V2”、mV1-V3w或飞-V3”)o8 .为了测定空气中氧气的体积分数,按如图1装置进行实验:(1)该实验实验原理:由于红磷燃烧消
9、耗空气中的氧气,使瓶内减小,烧杯中水倒吸到集气瓶。(2)该实验能够得到氮气的一条物理性质是:。(3)图2是“空气中氧气含量测定”实验的改进装置。主要操作是:在实际容积为12Om1的集气瓶里,先装进20m1的水,再按图连好仪器,按下热的玻璃棒,白磷立即被点燃。I .白磷从燃烧到熄灭冷却的过程中,瓶内水面的变化是先下降后上升;若实验非常成功,最终集气瓶中水的体积约为m1;II .集气瓶里预先装进的20矶水,在实验过程中的作用有(填写序号)。a.加快集气瓶冷却b.液封导气管末端以防气体逸出c缓冲集气瓶内气压的骤然升高,避免胶塞被冲出9.按书本装置测定空气中氧气含量的实验中,当装置内的氧气低于一定含量
10、时,红璘就不再与氧气反应从而导致测量结果偏小。有老师对该实验进行了改进,装置如图甲所示。在一容器中倒入刚拆封的“暖宝宝”黑色粉末,再在上面放足量的白磷,迅速扣上烧杯,随后白磷自燃,利用这一装置可更准确地测定空气中氧气的体积分数。容积为25Om1的玻璃瓶甲乙【补充资料】暖宝宝又称为暖贴,暴露在空气里时,空气中的氧气通过透气膜进入里面产生热。使用时贴于肩部、背部、腰部、胃部及相关关节部位,短时间内就能发热,平均温度53C;可贴型暖贴持续时间在12小时左右。(1)黑色粉末的主要成分是什么?对此同学们作出了以下两种猜想:猜想一:该粉末可能是木炭粉;猜想二:该粉末可能是铁粉。根据学过的科学知识,我们可以
11、确定(填“猜想一”或“猜想二”)肯定是错误的。(2)改进后的实验能使实验结果更准确,原因是该黑色粉末能在空气中(填“燃烧”或“缓慢氧化”),从而进一步消耗烧杯中的氧气。通过实验证明加入的黑色粉末是铁粉,加入铁粉后使测定结果更加准确,原因是O(3)小嘉同学设计使用暖宝宝贴来测定空气中氧气的含量,实验开始前的装置如图乙所示,实验后从量筒中流入玻璃瓶(容积为250m1)中水的体积为45m1(铁粉生锈消耗的水忽略不计)。下列说法正确的是OA.实验前必须检查装置的气密性B.通过本次实验数据测得空气中氧气的体积分数为18%C.若实验测得空气中氧气体积分数偏低,可能是暖宝宝贴的使用数量不足I).必须等温度计
12、的读数恢复至实验前的温度后才能记录量简内剩余水的体积10 .实验室常用如图装置测定空气中氧气的含量。某化学兴趣小组在实验室测定空气中氧气的含量由注射器和硬质玻璃管组成的密闭系统,其中注射器中存有15m1空气,玻璃管的容积是40m1O测定空气中氧气的含量(I)连接好装置后,需要,再加入铜粉。为了保证氧气全部反应,加入的铜粉应该O(2)保证氧气跟铜粉充分反应的操作是o(3)充分反应后,停止加热,冷却至室温,挤出气球内的气体,发现注射器中的气体体积约为4m1,通过计算,你认为该同学测定得到的空气中氧气的体积分数是。11 .已知铜在加热的条件下能和氧气反应只生成氯化铜固体。在测定空气中氧气含量的实验中
13、,小科采用了如图所示装置:在由两个注射器组成的密闭系统中留有25m1空气,给装有细铜丝的玻璃管加热,同时缓慢推动两个注射器活塞,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。(1)在加热过程中,交替缓慢推动两个注射器活塞的目的是O(2)小科测得实验结果如下:反应前注射器内气体总体积反应后注射器内气体总体积25m122m1反应后剩余气体的性质有o(写出一条即可)由此数据可以推算出空气中氧气的体积分数(填”或“)21%,造成该实验出现误差的原因可能是。(填序号)A.交替推动两个注射器活塞的次数过少B.读数时没有冷却至室温C
14、.加入铜丝量太少D.加入铜丝量太多(3)通过上面的实验,你学到的测量混合物中某成分含量的方法是12 .空气中氧气含量测定的再认识。查阅资料1 .白磷的着火点是40C,红磷的着火点是240,两种物质的燃烧产物五氧化二磷是白色固体。2 .铜与氧气在加热的条件下生成黑色固体氧化铜。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)。该实验与下图另两个实验的原理相同,即通过物质和氧气反应生成固体使密闭容器内气压(选填“增大”或“减小”),大气压将水压入,测出氧气的含量。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),测出的氧气体积分数明显偏小。请你参与探究:提
15、出问题造成误差的原因是什么?如何改进课本实验装置?猜想甲同学:可能是瓶内残留气体中还有氧气。乙同学:可能是烧杯中的水倒流结束后,导管内有部分水滞留。交流与讨论打开弹簧夹的时机很重要,才可打开弹簧夹。探究与反思为验证甲同学的猜想,将铜粉在残余气体中加热,观察到铜粉,说明甲同学的猜想是合理的。大家采用改进的实验装置(图3)进行实验,图3装置与图2相比,优点有:o13 .某兴趣小组用两支规格相同的注射器与一支具支试管对“测定空气中氧气的含量”的实验装置进行了改进(如图)具体实验步骤如下:步骤一:将注射器I连接试管右侧导管,注射器H插入试管橡皮塞中。使注射器I中不留空气,注射器中留有一定体积空气,检查装置气密性。步骤二:在具支试管中加入足量的试剂X,塞上橡胶塞,记录注射器H中气体体积(记为VD步骤三:用酒精灯加热,使试剂X与氧气反应充分。步骤四:停止加热,冷却至室温,将注射器I中的气体全部挤入具支试管,待注射器的活塞稳定后,读取并记录气体体积(记为V?)步骤五:实验结束后,清洗仪