题目内容

16.已知空气的主要成分是氮气和氧气.某课外活动小组设计了测定空气中氧气含量的实验,实验装置如图所示.
(1)红磷在集气瓶中发生反应的化学方程式为:4P+5O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P2O5;该实验中红磷需稍过量.目的是集气瓶内的氧气充分消耗掉.
(2)待燃烧停止,白烟消失并冷却后,打开止水夹,观察水沿导管压入集气瓶,倒流入水的体积等于减少的氧气的体积,瓶内水面最终接近刻度1处.由此可知,氧气约占空气总体积的$\frac{1}{5}$.
(3)燃烧结束后,集气瓶内剩余的气体主要是氮气.由本实验可推知该气体的物理性质是难溶于水化学性质是不活泼
(4)若将红磷换成碳粉,该实验能否获得成功?不能,(填“能”或“否”)理由是:炭粉燃烧生成二氧化碳气体,集气瓶内压强基本不变,水不倒流.

分析 本题是测定空气中氧气的含量,我们常用燃烧红磷或白磷的方法,因为磷燃烧生成白色固体五氧化二磷,几乎不占空间,使得内外产生气压差,从而得到正确的结论.因此在选择可燃物时,必须考虑到:燃烧的条件;生成物的状态;不与空气中其他物质发生反应.保证本实验成功的关键是:①装置气密性好;②红磷要足量;③要冷却至室温再读数

解答 解:(1)红磷燃烧生成了五氧化二磷,反应的化学方程式是:4P+5O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P2O5;该实验是为了测定空气中氧气的体积分数,所以需将集气瓶内的氧气充分消耗掉,所以红磷要过量;
(2)红磷燃烧消耗氧气,集气瓶内压强减小,外界气压将水沿导管压入集气瓶,倒流入水的体积等于减少的氧气的体积,瓶内水面最终接近刻度1处.由此可知氧气约占空气总体积的$\frac{1}{5}$;
(3)燃烧结束后,集气瓶内剩余的气体主要是氮气.由本实验可推知该气体的物理性质是难溶于水,化学性质是不活泼.
(4)炭粉燃烧消耗氧气,同时生成二氧化碳气体,集气瓶内压强基本不变,水不倒流,故不能将红磷换成炭粉;
故答案为:(1)4P+5O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P2O5;使集气瓶中的氧气充分耗尽.(2)$\frac{1}{5}$;(3)氮气,难溶于水,不活泼;(4)否;炭粉燃烧生成二氧化碳气体,集气瓶内压强基本不变,水不倒流.

点评 本考点考查了空气中氧气的含量的探究,并且注重了实验方案的评价,对实验方案进行评价是近几年中考的一个重点.评价包括对实验方案的评价、实验过程的评价、实验结论的评价等,要认真把握.

练习册系列答案
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4.氯气(Cl2)是一种重要的化工原料,某化学兴趣小组对氯气性质进行了如下探究:
【实验探究 I】氯气的助燃性
把燃着的氢气放入装满氯气的集气瓶中,氢气能继续燃烧,生成一种有刺激性气味的无色气体,反应的化学方程式为H2+Cl2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2HCl;该反应的基本类型是化合反应;由此你对物质燃烧条件有什么新的认识?燃烧不一定需要氧气参加.
【实验探究 II】氯气能否与水反应
实验编号实验操作实验现象
①收集满一瓶250mL的塑料瓶氯气,然后小心地向塑料瓶中加入约三分之一体积的水,立即旋紧瓶盖,充分振荡塑料瓶变瘪
②将干燥红色布条放入盛满氯气的集气瓶中无明显现象
③将润湿红色布条放入盛满氯气的集气瓶中红色布条褪色
【得出结论】由实验②和实验③,可得出氯气能与水反应,查阅资料得到氯气与水反应生成氯化氢和次氯酸(HClO).
【实验反思】小明认为由实验①就可以说明氯气与水反应,你同意吗?不同意(填“同意”或“不同意”).
附加分:若正确回答下列小题,将获得4分的奖励,但化学试卷总分不超过60分.
【实验拓展】
1、实验③中使红色布条褪色的物质是什么?氯气与水反应生成的盐酸,还是次氯酸(HClO)使其褪色?请设计实验方案验证:实验步骤:把红色布条分别伸入稀盐酸、次氯酸中;
实验现象:伸入稀盐酸的红色布条不褪色,伸入次氯酸中的红色布条褪色;
实验结论:使红色布条褪色的物质是次氯酸.
2、根据氯气能与水反应生成的产物,请写出氯气与氢氧化钠溶液反应的化学方程式Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O.

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