题目内容

12．为测定空气中氧气的含量，小华同学打算设计如下方案：选用实际容积为40mL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，通过导管与实际容积为60mL且润滑性很好的针筒注射器组成如下图的实验装置．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，则说明装置气密性好；
（2）若先夹紧弹簧夹，用酒精灯加热白磷，燃烧结束，等到试管冷却后再松开弹簧夹．可观察到的现象为：针筒活塞向前移动到12；
（3）若不使用弹簧夹，用酒精灯加热白磷，充分反应直至燃烧结束，试管冷却．可观察到的现象为针筒活塞向前移动到8；
（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：白磷量不足或装置气密性不好或未冷却到室温就读数．

分析 本题是测定氧气在空气中的体积分数的实验探究，要把空气中的氧气消耗掉，在本实验中用的是过量的白磷，燃烧后的生成物是固体，不需要占很大的空间．本实验中用的是40mL的试管与实际容积为60mL且润滑性很好的针筒注射器，并且活塞在20mL处，有助于反应结束后计算体积．要使本实验成功，必须注意以下几点：①装置的气密性好；②白磷足量；③必须冷却到室温再读数．还要注意防止试管受热不均或气体体积受热膨胀过大，从而造成试管炸裂．

解答 解：
（1）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，则说明整个装置都不漏气；
（2）若先夹紧弹簧夹，用酒精灯加热白磷，这时白磷燃烧消耗掉的只是试管内的氧气为40mL×$\frac{1}{5}$=8mL，所以活塞应停在20mL-8mL=12mL的刻度处；
（3）若不使用弹簧夹，用酒精灯加热白磷，白磷实际消耗掉的是试管40mL和注射器内20mL的氧气为（40mL+20mL）×$\frac{1}{5}$=12mL，所以活塞应停在20mL-12mL=8mL的刻度处；
（4）因为白磷在密闭容器内燃烧产生热量使气体膨胀，可能会使橡胶塞弹出、试管爆裂、不使用弹簧夹可能会使注射器活塞弹出等，造成实验失败．
故答案为：
（1）装置气密性好；
（2）针筒活塞向前移动到12；
（3）针筒活塞向前移动到8；
（4）白磷量不足或装置气密性不好或未冷却到室温就读数．

点评 本题主要考查实验测定空气中氧气含量的原理及可能造成实验失败的原因的分析，解此类问题时关键是分析清楚实验原理，了解实验过程中的注意事项，培养了学生的分析推理能力和严谨的实验态度．

练习册系列答案
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2．某气体由H2、CO中的一种或两种组成，某化学兴趣小组对该气体的组成进行探究．
【提出问题】该气体由什么物质组成？
【提出假设】猜想Ⅰ：只有氢气；        猜想Ⅱ：只有一氧化碳；
猜想Ⅲ：氢气与一氧化碳的混合物；
【提供信息】①由H2、CO中的一种或两种组成的气体能在氧气中安静地燃烧．
②浓硫酸能吸收气体中含有的水蒸气；NaOH溶液能与二氧化碳反应．
【设计实验】将该气体在氧气中完全燃烧的产物依次通过装置A、B，根据装置A、B中物质质量的变化情况来推测该气体的组成．

【现象与结论】
现象结论
①装置A质量增加，装置B质量无变化猜想Ⅰ成立
②装置A质量无变化，装置B质量增加猜想Ⅱ成立
③装置A质量增加，装置B质量增加猜想Ⅲ成立
【反思】若某纯净物完全燃烧，将其产物依次通过该套实验装置A、装置B，发现装置A、B的质量都增加了，则该纯净物可能是甲烷（乙醇、甲醇等）（任写一种物质的化学式或名称），写出该反应的化学方程式CH4+2O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CO2+2H2O．
3．下列实验操作正确的是（　　）
A．
移走蒸发皿		B．
浓硫酸稀释		C．
蒸发结晶		D．
测溶液pH
20．硫酸铵[（NH4）2SO4]是农业上常用的化肥，请通过计算回答下列问题：
（1）硫酸铵的相对分子质量是132；
（2）硫酸铵中氮元素和氧元素的质量比为7：16（填最简整数比）；
（3）多少千克硫酸铵中氮元素的质量是14千克？
7．构建知识网络是一种重要的学习方法．小明同学对物质组成和构成方面的知识进行了归纳，请你填写空白，完成他的设计．
概念间的相互关系：（请将“元素”、“原子”、“分子”填入如图适当的圆圈内，从而完成元素、原子、分子与物质之间正确的关系图．）
17．下列不属于化合反应，但属于氧化反应的是（　　）
A．红磷在空气中燃烧B．蜡烛在空气中燃烧
C．水通电时分解生气氧气和氢气D．由过氧化氢制氧气的反应
4．化学的发展推动了社会的进步，下列图示中能够体现化学造福人类和社会的是（　　）
A．①②B．①②③④C．①③④D．①②③
1．小南在厨房和妈妈一起做饭时，无意间将鸡蛋掉进了盛有食醋的玻璃杯中．这时，他看到鸡蛋壳的表面有大量气体产生，他对生成的气体产生兴趣，想了解生成哪种气体．
【提出问题】无色气体是什么？
【猜想与假设】小赢认为是一种常见气体．
【进行实验】他收集产生的气体，把燃着的木条伸入到集气瓶中，观察到木条熄灭，
【得出结论】他认为此气体一定不是氧气，一定是二氧化碳气体．
请你评价他的结论是否正确错误理由是：氧气能使燃着木条燃烧更旺，木条熄灭不是氧气是对的，但是不一定是二氧化碳，也可能是其他气体不燃烧、不支持燃烧
【合作与交流】小赢认为在收集了该气体的集气瓶中滴加澄清石灰水振荡（填试剂名称和操作）能证明此气体是二氧化碳．
2．下列说法正确的是（　　）
A．滴入酚酞溶液显红色，该溶液一定是碱溶液
B．浓硫酸有腐蚀性，而稀硫酸没有
C．衣服、餐具上的油污可以用加入洗涤剂的水洗掉
D．浓硫酸沾到皮肤上应立即用大量水冲洗，然后涂上3%-5%的氢氧化钠溶液

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