题目内容

8．某化学兴趣小组的同学对空气中氧气含量的测定实验进行探究．
（1）如图1所示装置和药品进行实验，实验中可观察到的现象是红磷燃烧放出大量白烟，同时释放出大量的热，待装置冷却到室温后，打开止水夹看到水倒流入容器约容器容积的$\frac{1}{5}$，该反应的化学符号表达式为4P+5O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P2O5．
（2）该实验中红磷需要稍过量，目的是将氧气耗尽甲同学认为可用木炭代替 红磷测定空气中氧气的含量，乙同学 认为不可以，其原因是：木炭燃烧生成气体二氧化碳和一氧化碳，不引起装置内压强的改变，水不会倒流进入瓶内．乙同学用图1实验装置测定的结果是：空气中氧气含量与正常值有较明显的偏差，其原因可能是（答出一种即可）：装置漏气．
（3）丙同学用镁条代替红磷来测定空气中氧气的含量．结果却发现倒吸的水量远远超过集气瓶的$\frac{1}{5}$．小组内同学帮她仔细检查，发现装置的气密性及操作步骤均无问题．你认为造成此现象的原因可能是镁条和空气中其他成分也发生了反应．
（4）小组内同学反思上述实验的探究过程后认为：用燃烧法测定空气中氧气含量的实验时，在药品的选择或生成物的要求上应考虑的是：药品本身是固体，能且只能和空气中氧气反应，且生成物不是气体
（5）小组内同学还对该实验进行了如图2改进．（已知试管容积为 45mL）

实验的主要操作步骤如下：①点燃酒精灯．②撤去酒精灯，待试管冷却后松开弹簧夹．③将少量红磷平装入试管中，将20mL的注射器活塞置于10mL刻度处，并按图2中所示的连接方式固定好，再将弹簧夹紧橡皮管．④读取注射器活塞的数据．
你认为正确的实验操作顺序是③①②④（填序号）．注射器活塞将从10mL刻度处慢慢前移到约为1 mL刻度处才停止．
（6）由图1实验还可推知反应后剩余气体的两点性质是①物理性质不易溶于水 ②化学性质不能燃烧，也不能支持燃烧．
（7）实验完毕，若进入集气瓶中水的体积不到总容积的1/5，你认为导致这一结果的原因可能是装置漏气；红磷的量不足；未冷却至室温就打开弹簧夹   等．

分析 本题考查的内容有常规性的实验现象的描述和文字表达式的书写，实验误差分析，在此基础上加大了深度，分析木炭能否代替红磷以及镁带代替红磷燃烧产生的截然相反地误差的原因，这要求学生要从瓶内压强的变化去分析．对于用注射器改进后的仪器其刻度更容易读取，计算部分要注意被反应消耗掉的是试管内的氧气，不包含注射器内的部分．

解答 解：（1）红磷燃烧产生大量白烟，同时释放出大量的热，燃烧消耗氧气，使装置内的气压变小，因此待装置冷却到室温打开止水夹，水倒流至瓶中约1/5 处；反应的化学表达式为4P+5O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P2O5
（2）该实验中红磷需要稍过量，目的是将氧气耗尽；木炭燃烧产生CO2是气体，瓶内压强不变，水不会倒流，所以用木炭代替红磷是不会得到对应的结果的；若红磷不足（未冷却到室温读数，装置漏气）等都会使测定结果偏小；
（3）镁条不仅仅能够与氧气反应，而且还能和氮气反应，这样就造成进入液体的体积远远超过1/5 （分析时一定要注意对反应条件中气密性等已经说明的良好，否则很容易就理解为气密性或者药品的量等原因）．；
（4）为了保证结果的精确，加入的物质需要满足能够消耗了密闭容器内的氧气，而不产生新的气体等；
（5）根据操作及实验目的可以确定实验顺序为：③将少量红磷平装入试管中，将20mL的注射器活塞置于10mL刻度处，并按图2中所示的连接方式固定好，再将弹簧夹紧橡皮管；①点燃酒精灯；②撤去酒精灯，待试管冷却后松开弹簧夹；④读取注射器活塞的数据；对应用注射器进行的实验改进，相对先前的实验，数据更容易获取，因为注射器有精确的刻度．计算部分要注意反应消耗掉的是试管内的氧气，不包含注射器内的部分，所以消耗氧气是45的1/5，即9mL，所以注射器活塞应该向左滑动到“1”；
（6）反应后剩余的作用气体是氮气，说明氮气不能燃烧，也不能支持燃烧这是化学性质，氮气不易溶于水，这是物理性质．
（7）由分析可知，造成测得的氧气体积分数小于1/5结果的可能原因：①红磷的量不足； ②装置漏气（如塞子未塞紧、燃烧匙与橡皮塞之间有缝隙等），使外界空气进入瓶内； ③未冷却至室温就打开弹簧夹，使进入瓶内的水的体积减少．
故答案为：
（1）红磷燃烧放出大量白烟，同时释放出大量的热；水倒流入容器约容器容积的$\frac{1}{5}$；4P+5O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P2O5；
（2）将氧气耗尽；木炭燃烧生成气体二氧化碳和一氧化碳，不引起装置内压强的改变，水不会倒流进入瓶内；装置漏气；
（3）镁条和空气中其他成分也发生了反应；
（4）药品本身是固体，能且只能和空气中氧气反应，且生成物不是气体；
（5）③①②④；1；
（6）不易溶于水；不能燃烧，也不能支持燃烧；
（7）装置漏气；红磷的量不足；未冷却至室温就打开弹簧夹．

点评 空气是人类宝贵的自然资源，在中考中占有重要的地位，特别是空气中氧气含量的测定，要注意测定原理、实验关键、现象和结论、装置的评价和改进等内容的考查．

练习册系列答案
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18．如图是几种元素的原子结构示意图，请根据题目要求填写下列空白．

（1）属于金属元素的是DE（填序号），其原子结构特点为最外层电子数少于4，在化学反应中易失电子，能形成阳离子．
（2）写出D单质在B单质中燃烧化学方程式4Na+O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2Na2O．
19．金属的开发和利用是人类进步的标志．
（1）写出工业上以赤铁矿为原料炼铁的原理：Fe2O3+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2；
（2）我国在金属的冶炼方面有着悠久的历史，早在南北朝就能冶铸黄铜．铜冶铸成黄铜，其熔点比纯铜低；黄铜是由铜和锌组成的，如果根据化学方法除去黄铜中的锌，有关的化学方程式Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑．
（3）农药波尔多液的成分之一是硫酸铜，不能用铁桶盛放波尔多液的原因是Fe+CuSO4═Cu+FeSO4．（用化学方程式表示）
（4）铝比铁具有抗腐蚀性的原因是铝在常温下与氧气反应生成氧化铝，是一层致密的氧化膜对里面的金属起着保护作用．
16．如图是初中化学常见的几个实验操作，其中错误的是（　　）
A．
      取用固体粉末		B．
 滴加液体		C．
 检查装置气密性		D．
       加热液体
3．一定条件下，甲、乙、丙、丁四种物质在一密闭容器中反应一段时间，测得反应前后各物质的质量如下表，有关说法正确的是（　　）
物质甲乙丙丁
反应前物质质量283050
反应后物质质量20待测4616
A．该反应为化合反应B．乙一定是催化剂
C．反应中甲和丙的质量比20：46D．甲可能为单质
13．书写下列反应的文字化学表达式 （写符号也可以）
①硫粉燃烧硫+氧气$\stackrel{点燃}{→}$二氧化硫
②蜡烛燃烧蜡烛+氧气$\stackrel{点燃}{→}$水+二氧化碳
③铁丝燃烧铁丝+氧气$\stackrel{点燃}{→}$四氧化三铁
④木炭燃烧碳+氧气$\stackrel{点燃}{→}$二氧化碳
⑤红磷燃烧磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷
⑥高锰酸钾制氧气高锰酸钾$\stackrel{加热}{→}$锰酸钾+二氧化锰+氧气
⑦实验室用氯酸钾和二氧化锰制氧气氯酸钾$→_{加热}^{二氧化锰}$氯化钾+氧气
⑧实验室用过氧化氢制氧气过氧化氢$\stackrel{二氧化锰}{→}$水+氧气．
20．化学是一门以实验为基础的科学．下列实验现象的描述，正确的是（　　）
A．细铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体四氧化三铁
B．磷在空气中燃烧产生大量的白色烟雾
C．将木炭放入氧气中，发出白光，放出热量，生成使澄清石灰水变浑浊的气体
D．硫在氧气中燃烧产生蓝紫色火焰，生成一种无色有刺激性气味的气体
17．近年来，部分大城市出现雾霾天气．下列情况：①煤的燃烧；②工业废气的排放；③动植物的呼吸；④汽车尾气的排放．其中可能引起大气污染的是（　　）
A．①②④B．②③④
18．放有一瓶用排水法收集好的气体，由此你可推测该气体具有的性质是：
①不易溶于水或不溶于水；②密度比空气大．

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