题目内容

5．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，为了充分消耗容器中的氧气，最好选择红磷，且实验中红磷的用量应保证足量（或过量）．为了确保实验的成功，在装药品之前应该检查装置气密性；
（2）小组同学共同设计了如图的两套装置，你认为合理的是A（填编号）．
【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
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$\frac{1}{5}$；
【实验拓展】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进入集气瓶．经讨论，同学们一致认为用燃烧法测定空气中氧气含量的实验时，在药品的选择和生成物的要求上应考虑的是药品要能在空气中燃烧时只消耗氧气；生成物是固体（答一条）．

分析 （1）红磷能在空气中燃烧，且生成物是固体物质；红磷过量或足量能保证将集气瓶中氧气消耗尽．检验装置的气密性是为了确保准确测空气组成，减少误差；
（2）为保证红磷与空气中的氧气充分反应，必须把红磷放在集气瓶的中下部；．
（3）把实验数据求平均值就是氧气的相对准确的数值；
（4）实验室测定空气中氧气的含量应选择能与空气中的氧气反应，并且在空气中只能与氧气反应，生成的物质不能是固体．

解答 解：（1）只有红磷足量或过量，才能完全消耗集气瓶中的氧气；为了确保实验的成功，在装药品之前应该 检查装置的气密性，装置漏气会使结果不准确．
（2）实验A和B的区别在于红磷的位置，而这一点与氧气的密度有关，由于氧气的密度大于空气，所以红磷在稍微低的位置更利于反应的进行，也更利于氧气的消耗，所以实验设计A更合理．
（3）通过表中数据分析，平均各小组的数值为20mL，即氧气的体积为20mL，所以氧气约占空气体积的$\frac{1}{5}$；
（4）测定空气中氧气的含量应选择能与空气中的氧气反应，并且在空气中只能与氧气反应，生成的物质不能是固体．
故答案为：
（1）足量（或过量）；检查装置气密性．
（2）A；
（3）$\frac{1}{5}$；
（4）药品要能在空气中燃烧时只消耗氧气；生成物是固体

点评 本题主要考查用红磷测定空气组成的实验原理、操作、现象、结论和注意事项，难度稍大．

练习册系列答案
相关题目
15．下面是摘录某同学实验记录本中有关实验现象的记录，其中肯定有误的是（　　）
A．硫在氧气中燃烧，会发出明亮的蓝紫色火焰，产生有刺激性气味的气体
B．木炭在氧气中燃烧时，比在空气中燃烧更旺，发出白光，放出热量
C．在氧气中点燃铁丝，发出耀眼的白光，放出热量，生成黑色固体
D．红磷在空气中燃烧，放出热量，生成大量白烟
16．科学探究是奇妙的过程，请你一起参与实验探究，并填写下列空白．
（1）[提出问题]小松同学用双氧水（过氧化氢溶液）清洗伤口时，不小心将过氧化氢滴到地板上，发现有大量气泡产生．小松联想到自己曾经用二氧化锰做过氧化氢分解的催化剂．他想，水泥块能否也可以做过氧化氢分解的催化剂呢？于是他到附近的建筑工地取回了一些水泥，用蒸馏水浸泡、冲洗、干燥，并进行以下探究．
（2）[猜想]水泥块能做过氧化氢分解的催化剂．
（3）[实验验证]
实验步骤实验现象实验结论
实验一木条不复燃常温下过氧化氢不分解
实验二在装有过氧化氢溶液的试管中加水泥块，然后将带火星的木条放入试管中木条复燃水泥块能改变过氧化氢分解的速率
（4）[结论]水泥块能加快过氧化氢的分解速率，故水泥块能做过氧化氢分解的催化剂．
（5）[讨论与反思]小芳认为，仅凭上述两个实验还不能证明水泥块是过氧化氢分解的催化剂，她觉得需要增加一个实验探究：探究水泥块在反应前后质量是否改变
[实验步骤]①准确称量水泥块的质量；②完成实验二；③待反应结束，将实验二试管里的物质进行过滤、洗涤、烘干、称量；④对比反应前后水泥块的质量是否改变．
[分析]如果水泥块反应前后质量不变，则说明水泥块可做过氧化分解的催化剂．
（6）但小华认为：要证明小松的猜想，小芳的补充实验不够，还需要补充一个探究实验：探究水泥块的化学性质在反应前后是否改变．
最后得出结论：水泥块能做过氧化氢分解的催化剂．
13．化学是一门以实验为基础的学科．如图所示为一些实验仪器、装置或操作．

（1）根据图1回答：
①写出仪器a的名称试管；
②在连接c和d时，为了使d较易插入c中，可采取的措施是用水润湿．
（2）采用图2所示操作可能造成的后果之一是试管破损；
利用图3装置（夹持装置未画出）能进行的实验是CD．
A．用高锰酸钾制氧气      B．用石灰石与稀盐酸制二氧化碳
C．用锌与稀硫酸制氢气    D．用双氧水与二氧化锰制氧气
请写出选项D所涉及反应的化学方程式2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑．
（3）图3中的气体发生装置虽然简单、操作方便，但无法控制反应速率，可以从图4中选取C（选填序号）与图1中a组装成新的气体发生装置，以达到控制反应速率的目的．
（4）甲同学为验证使石蕊变色的物质是碳酸而不是水或二氧化碳，她采取如图5装置进行实验．她的实验操作顺序是④③①②③或④①③①②③（填序号，可重复选用）．
①从b端通氮气
②从分液漏斗中滴加适量水
③从a端通二氧化碳
④将用石蕊溶液染成紫色的干燥纸花放入广口瓶中，如图5还可用作气体的净化装置．为了得到干燥的CO2，可以在分液漏斗处滴入浓硫酸来除去水蒸气．
20．某兴趣小组见实验室里有一瓶敞开放置的生石灰，想了解生石灰的变质情况．查阅资料得知：长期暴露在空气中的生石灰（氧化钙）能发生变质，部分生成碳酸钙，碳酸钙不能溶解水．
兴趣小组于是设计了如下实验：
（1）实验目的：探究生石灰是否变质
（2）实验原理：稀盐酸与碳酸钙反应，生成的气体能使澄清的石灰水变浑浊
（3）实验方案：
步骤现象结论或解释
1、取样放入水中，充分搅拌后过滤，用手触摸容器壁有点烫样品中有（有或没有）生石灰
2、在过滤后的滤渣中，滴加足量的盐酸，用石灰水检验产生的气体有气泡产生，通入石灰水会变浑浊产生的气体是二氧化碳
（4）实验结论：实验室里敞开放置的生石灰样品部分（没有、部分、全部）变质．
10．实验室里用氯酸钾制取氧气的装置如图所示，回答下列问题：
（1）写出仪器的名称①试管，②集气瓶，③水槽，③铁架台．
（2）写出试管中发生反应的表达式：氯酸钾$→_{加热}^{二氧化锰}$氯化钾+氧气．
（3）该装置采用的收集氧气的方法是排水法，说明氧气具有不易溶于水的性质．
（4）除采用该装置收集氧气外，还可以用向上排空气法收集氧气，因为氧气密度比空气大．用此方法收集氧气，检验是否收集满的操作是将带火星的小木条放在集气瓶口，木条复燃，说明已满．
（5）实验结束时先将导管移出水面，再熄灭酒精灯的是防止水槽内的水倒流回热的试管中，炸裂试管．
（6）实验室还可用上图的反应装置利用高锰酸钾制备氧气，但是要在试管口加放一团棉花，其作用是防止加热时高锰酸钾粉末进入导管，该反应的表达式是：高锰酸钾$\stackrel{加热}{→}$锰酸钾+二氧化锰+氧气．
（7）工业制取氧气的方法分离液态空气，主要原理是利用液氮和液氧的沸点 不同，属于物理变化．
17．实验室制取气体是化学学习的基本实验技能之一，请根据如图回答相关问题．

（1）写出仪器a的名称试管．
（2）甲同学用A装置制取氧气，该反应的化学方程式2KClO3$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O2↑，该反应的基本反应类型是分解反应．停止加热时应先将导管移出水面，其理由是防止水倒吸引起试管炸裂．
（3）检验集气瓶中的气体是氧气的方法为将带火星的木条伸入集气瓶内，木条复燃说明集气瓶中的气体是氧气．
（4）乙同学用B装置制取二氧化碳，该反应的化学方程式为CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑，收集到的二氧化碳中可能含有的杂质有HCl和H2O，要除去这些杂质用到的试剂先后有饱和的碳酸氢钠溶液、浓硫酸．
14．请用化学用语表示：
（1）5个钾原子5K；
（2）盐酸的酸根离子Cl-；
（3）氧化镁中氧元素的化合价为-2价$\stackrel{+2}{Mg}$O；
（4）天然气燃烧的化学方程式CH4+2O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CO2+2H2O；
（5）实验室制二氧化碳的化学方程式CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑．
15．如图生活用品所用的主要材质，属于有机合成材料的是（　　）
A．
   木桶		B．
  麻布袋		C．
    真丝围巾		D．
            PE保鲜膜

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