题目内容
【题目】我们每时每刻都生活在空气的“海洋”里。
一、空气及其成分探究
（1）图Ⅰ用于粗略研究空气的组成，生成物的化学式为_____________。
（2）拉瓦锡用图Ⅱ所示装置研究了空气的组成。他把少量汞放在密闭的容器中连续加热，得到了红色氧化汞粉末，同时钟罩内的汞液面上升。该反应的文字表达式是：_____________。
（3）江南学校某学习小组用如图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，有水进入了集气瓶 。
（问题）实验操作正确，但实验后发现进入集气瓶中水的体积约为其容积的 70%。
（猜想）镁除了与氧气反应外，还与空气中的其他气体（X）发生了反应。对该气体提出猜想：
猜想1：只是二氧化碳 猜想2：只是氮气 猜想3：氮气和二氧化碳等
（资料）镁是一种化学性质活泼的金属，能在氮气燃烧生成氮化镁，能在二氧化碳中燃烧生成碳和氧化镁。
①经讨论一致认为猜想1不正确，理由是__________________________________，
②镁在二氧化碳中燃烧的化学表达式______________________________________。
（结论）猜想3正确
（4）（改进实验）江南同学利用右图装置测定空气中氧气含量，步骤如下（装置气密性良好，部分操作已略去，因导管产生的误差忽略不计）：
Ⅰ.打开止水夹a、b，向集气瓶中通入一定量的空气，使盛有白磷的燃烧匙在水面上方，测得进入量筒中水的体积为V1。
Ⅱ.关闭止水夹a、b，用强光照射引燃白磷。白磷熄灭并冷却至室温，打开b，至液面不再变化，测得量筒内水的体积是V2。 根据实验记录V1、V2，得出空气中氧气的体积分数的计算式是_________________。
二、氧气的制备和性质
实验一：用高锰酸钾制取一瓶氧气，做细铁丝燃烧实验。
（5）铁丝在氧气中燃烧的化学表达式___________________________________。
（6）用B收集到的氧气做细铁丝燃烧的实验时，发现瓶壁炸裂，分析原因： __________。
（7）小组同学改进了实验一（如图），优点是 ____________。
A.氧气无需提前制备和收集，操作更方便。
B.塑料瓶代替集气瓶，防止集气瓶炸裂，更安全。
C.装置集氧气的制取、干燥、性质于一体，实验更优化。
实验二：粗略测定加热2.0g高锰酸钾所收集到的氧气体积。
（8） 装置正确连接顺序是：(填接口字母 )a →（_________）（_________）→d
（9）收集氧气的最佳时机是_______________（填“加热后立刻收集”或“加热一段时间后”）。
实验三：小江为了研究用向上排空气法和排水法收集的氧气浓度是否有差异，做了如下实验：加热高锰酸钾固体，分别用两种方法各收集三瓶氧气，并使用传感器则定收集到的氧气浓度，数据见表。
收集方法 | 向上排空气法 | 排水法 | ||||
氧气浓度% | 79.6 | 79.7 | 79.9 | 90.0 | 89.8 | 89.3 |
氧气平均浓度% | 79.7 | 89.7 | ||||
①小江用向上排空气法收集氧气时，以能使装置在集气瓶瓶口带火星木条复燃为氧气集满的标准；用排水法收集氧气时，以观察到_____________为氧气集满的标准。
②向上排空气法收集到的氧气浓度只有80%左右的原因有________________。
A. 当观察到带火星木条复燃时，集气瓶内还有空气
B. 氧气的密度略大于空气的密度
C. 加热高锰酸钾固体产生氧气的浓度只有80%左右
D.当氧气进入集气瓶时，瓶内空气与进入的氧气相互扩散
③不考虑操作因素，排水法获得的氧气体积分数不能达到100%的主要原因是___________。
【答案】P2O5汞+氧气
氧化汞空气中二氧化碳太少 镁 +二氧化碳
碳+氧化镁 （V1-V2）/V1 铁+氧气四氧化三铁 实验时燃烧的铁丝靠到瓶壁 ABC （c ）（b ） 加热后立刻收集 集气瓶瓶口冒大气泡ABD 水蒸气留存在集气瓶中(合理答案均给分)
【解析】
（1）红磷燃烧生成五氧化二磷，其化学式为：P2O5；
（2）汞在空气中加热生成氧化汞，该反应的文字表达式是：汞+氧气氧化汞；
资料:①空气中二氧化碳仅占0.03%，不足以跟镁反应；
②镁在二氧化碳中燃烧的化学表达式：镁+二氧化碳碳+氧化镁；
（4）Ⅱ. 步骤中，V1是集气瓶中空气的体积，V1-V2是集气瓶中氧气的体积，氧气的体积分数为：（V1-V2）/V1
100%；
（5）铁丝在氧气中燃烧的化学表达式：铁+氧气四氧化三铁；
（6）用排水法收集氧气做铁丝燃烧实验时，发现瓶壁炸裂，可能是实验时燃烧的铁丝靠到瓶壁；
（7）使用该改进后的装置，具有的优点是：①氧气无需提前制备和收集，操作更方便、②塑料瓶代替集气瓶，防止集气瓶炸裂，更安全、③装置集氧气的制取、干燥和性质验证于一体，实验更优化；
（8）为达到实验二的目的，各装置的正确连接顺序是：a→c→b→d；
（9）在本实验中，若是在气体连续不断产生之后才开始收集，会导致少量的氧气随空气排出，不能进入集气瓶，则测得的氧气的体积会比实际值偏小；
实验三：
①用排水法收集氧气时，当气泡从瓶口冒出时或观察到瓶中水排尽时，说明该瓶内的气体已集满；
②用向上排空气法收集到的氧气浓度只有80%左右的原因有很多，如：氧气密度只是略大于空气，很容易出现排不净空气或少量混合的情况；当用带火星木条验满复燃时，只能说明瓶中的氧气浓度大，不能说明集气瓶内一点空气也没有；在收集氧气时，氧气与空气可能进行少量的扩散混合，这些都会造成氧气浓度的减小；而加热高锰酸钾固体产生氧气的浓度只有80%左右的说法是错误的；
③如果各项操作没有问题，排水法获得的氧气体积分数不能达到100%的主要原因可能是用排水法收集会形成水蒸气留存在集气瓶中。
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