摘要:最先发现空气主要由氮气和氧气组成的科学家是 ( ) A.道尔顿 B.阿伏加德罗 C.拉瓦锡 D.汤姆生

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下面几位同学是测量空气中氧气体积含量的四个实验,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.
(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
使空气中的氧气充分反应
使空气中的氧气充分反应

(2)该反应的化学反应表达式
Cu+O2
加热
CuO
Cu+O2
加热
CuO
,铜丝表面的变化是
红色变黑色
红色变黑色

(3)小强测得实验结果如下:
反应前注射器内气体总体积 反应后注射器内气体总体积
25mL 22mL
由此数据可以推算出他测定的空气中氧气的体积分数
2l%(填“>”、“=”、“<”).造成该实验出现误差的原因可能是
.(填序号,)
①没有交替缓缓推动两个注射器活塞;
②读数时没有冷却至室温;
③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1/5.
请回答下列问题:
(1)集气瓶中剩余的气体主要是
氮气
氮气
,根据实验推断它的性质有
难溶于水,既不能燃烧,也不能支持燃烧
难溶于水,既不能燃烧,也不能支持燃烧

(2)实验完毕,若进入集气瓶中水的体积小于总容积的
1
5
,其原因可能是
装置漏气、红磷的量不足
装置漏气、红磷的量不足
,若进入集气瓶中水的体积大于总容积的
1
5
,其原因可能是
装置内的部分空气逸散出来,就会导致进入集气瓶中水体积大于五分之一
装置内的部分空气逸散出来,就会导致进入集气瓶中水体积大于五分之一

(3)红磷燃烧的现象是
发出黄光,放出热量,冒出大量的白烟
发出黄光,放出热量,冒出大量的白烟
,化学反应表达式为
P+O2
点燃
P2O5
P+O2
点燃
P2O5

[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
气密性良好
气密性良好

(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.可观察到的现象为:
注射器活塞在11mL刻度处
注射器活塞在11mL刻度处

(3)若不使用弹簧夹,用酒精灯加热白磷,燃烧结束,试管冷却.在实验的过程中观察到的现象为
有大量的白烟冒出
有大量的白烟冒出
注射器活塞先向右移动
注射器活塞先向右移动
试管冷却后,注射器活塞最后向左移动
试管冷却后,注射器活塞最后向左移动

(4)若按小华的设想进行实验,实际可能遇到诸多问题而发生危险,造成实验失败.例如:
试管受热不均匀而炸裂等
试管受热不均匀而炸裂等

[实验四]小明用图D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体积的70%.

(1)如图A仪器的名称是
烧杯
烧杯

镁带燃烧的反应表达式为
Mg+O2
点燃
MgO
Mg+O2
点燃
MgO
、冷却后打开止水夹,水能进入集气瓶的原因是
镁与氧气反应,集气瓶内压强减少,内外产生压强差
镁与氧气反应,集气瓶内压强减少,内外产生压强差

(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
21
21
%.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
氮气
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某化学兴趣小组的同学进行下列些实验探究活动:(一)制取氧气,(二)制取二氧化氮气体并验证分子的性质.
【查阅资料】获取信息,确定实验方案.
查获如下信息:H2O2、KClO3、KMnO4等物质在一定条件下分解都可以产生O2,其中过H2O2价格最低,在常温下就能够分解放出O2;KClO3价格较高,分解较困难,且常伴有副产物;KMnO4价格较高,加热即可快速分解.MnO2能加速H2O2、KClO3二种物质的分解,可重复使用.NO2气体可以通过Cu和浓HNO3反应Cu+4HNO3(浓)═Cu(NO32+2NO2↑+2H2O得到.NO2是一种红棕色的气体.
【实验探究】组装仪器,进行实验,整理用品.可供选择的实验装置如下图:

【反思总结】
(1)在设计实验方案时除应考虑药品的价格、制氧气过程的安全性等因素外,还应考虑的因素是
操作是否简便或是否环保等
操作是否简便或是否环保等
(只要写出一个、下同),若用A装置来制取氧气则A中发生反应的化学方程式为
2KMnO4
  △  
.
 
K2MnO4+MnO2+O2
2KMnO4
  △  
.
 
K2MnO4+MnO2+O2

(2)若用最低成本制取一瓶较纯氧气,你认为应选择的最佳实验装置是
BC
BC
(填写字母代号);实验装置组装后首先应
检查装置的气密性
检查装置的气密性
;实验完毕后,欲分离混合物中的二氧化锰应采用的主要实验操作是
过滤
过滤

(3)制取一瓶红综色的NO2气体,并用NO2气体来探究分子的性质.
①实验中同学们通过查阅资料发现,制取NO2用B装置,收集NO2只能用F装置.请推测NO2可能具有的性质:
二氧化氮的密度比空气的密度大
二氧化氮的密度比空气的密度大
(写一个物理性质)、
二氧化氮与氢氧化钠溶液能反应
二氧化氮与氢氧化钠溶液能反应
(写一个化学性质);
②用图中G装置探究分子的性质时,抽去两瓶之间的玻璃片,一段时间后,发现两瓶气体颜色相同.则由此实验得出的结论是
分子是不断运动的
分子是不断运动的
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在学习冶炼生铁原理后,某校化学兴趣小组的同学对铁的氧化物的性质开展了探究活动.
(1)铁的氧化物中除氧化铁为红棕色外,其余都为黑色.
(2)一氧化碳与铁的氧化物在高温条件下,都能发生类似于一氧化碳与氧化铁的反应.
(3)铁的氧化物中只有四氧化三铁能被磁铁吸引.
(4)铁的氧化物都能与盐酸、稀硫酸反应且无气体生成.
[实验探究]
兴趣小组的同学设计了下图所示的实验装置,进行高温条件下(酒精喷灯提供高温)一氧化碳与四氧化三铁反应的实验.

[讨论交流]第一小组有两位同学在连接实验装置、检查装置气密性、装药品、固定实验装置后,就实验操作顺序问题出现了分歧.
(1)小梅同学认为先通一段时间一氧化碳排净空气,然后再点燃酒精灯和酒精喷灯,小成同学觉得这样做不好,他的理由是:
一氧化碳是有毒气体,对空气有污染
一氧化碳是有毒气体,对空气有污染

(2)小成同学主张先点燃酒精灯和酒精喷灯,然后再通一氧化碳,小梅同学又提出反对,她的理由是:
一氧化碳具有可燃性,与容器内的空气混合,点燃后可能会发生爆炸
一氧化碳具有可燃性,与容器内的空气混合,点燃后可能会发生爆炸

(3)老师认为他们的反对意见都有道理.请你帮助这两位同学解决他们的困难,你的办法是
先通入一段时间氮气或稀有气体,排净玻璃管内的空气,然后再点燃酒精灯
先通入一段时间氮气或稀有气体,排净玻璃管内的空气,然后再点燃酒精灯

[实验发现]
(1)第二小组同学通过实验,观察到
试管B中的石灰水变浑浊
试管B中的石灰水变浑浊
,说明已发生化学反应生成了二氧化碳.
(2)玻璃管A中的粉末始终是黑色的.实验完毕,待玻璃管A冷却后,小斌同学用磁铁在玻璃管A外壁移动,发现黑色粉末能被磁铁吸引,小斌认为有金属铁生成.小明同学认为小斌的实验不能证明有金属铁生成,理由是
四氧化铁也能被磁铁吸引
四氧化铁也能被磁铁吸引

(3)小明同学将冷却后的黑色粉末取出实验,证明有金属铁生成,其实验方法和现象是
取少量黑色粉末于试管中,向其中滴加稀盐酸,产生气泡,说明生成了金属铁
取少量黑色粉末于试管中,向其中滴加稀盐酸,产生气泡,说明生成了金属铁
,化学方程式是
Fe+2HCl═FeCl2+H2
Fe+2HCl═FeCl2+H2
.在高温条件下一氧化碳与四氧化三铁反应的化学方程式是
4CO+Fe3O4
 高温 
.
 
3Fe+4CO2
4CO+Fe3O4
 高温 
.
 
3Fe+4CO2

第三小组取12g含有杂质的四氧化三铁样品(杂质不参加化学反应),通入足量的一氧化碳在高温下充分反应后剩余8.8g固体,求样品中四氧化三铁的质量分数(写出计算过程).
[实验反思]
(1)第四小组实验未能正常进行,玻璃管A破裂了,其实验失败的操作是
玻璃管A没有先预热,停止通一氧化碳后石灰水被吸入玻璃管A中等
玻璃管A没有先预热,停止通一氧化碳后石灰水被吸入玻璃管A中等

(2)常见的铁矿石有:磁铁矿(主要成分是Fe3O4)、赤铁矿(主要成分是Fe2O3)、褐铁矿(主要成分是Fe2O3?3H2O)、菱铁矿(主要成分是FeCO3)、黄铁矿(主要成分是FeS2).其中,理论上最适宜炼铁的两种矿石为
磁铁矿和赤铁矿
磁铁矿和赤铁矿
,理由是
含铁量高,且没有硫污染
含铁量高,且没有硫污染
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