题目内容

7.为了测定能使带火星的木条复燃时氧气的最低含量是多少,课外活动小组的同学们进行了实验探究.他们设计的实验方案是先将氧气和空气按不同的体积比收集在集气瓶里.收集气体的装置如图.收集气体的方法是:在100mL集气瓶里装满水,塞紧胶塞并关闭活塞b,打开活塞a通入氧气,把瓶里的水排入量筒,当量筒内的水达到设定的体积后立即关闭活塞a,然后打开活塞b通入空气,把瓶里的水全部排入量筒.若要收集一瓶含氧气的体积分数约为60%的气体,则通入氧气的体积和通入空气的体积约是A.
A.50mL和50mL      B.60mL和40mL
C.40mL和60mL      D.20mL和80mL
以下分A卷和B卷,请任选其一完成.若AB均答则只判A卷
为什么a和b导管在集气瓶中的部分只是略微露出胶塞?为什么与量筒相连的导管在集气瓶中的部分需要尽量伸到集气瓶底部?为什么量筒中的导管只能伸入很短一部分?请从三个有关导管的问题中任选一个作答
一名初三学生呼吸时,每天需从空气中得到5 升氧气,则他一个月(按30天计算)可呼吸多少升空气?

分析 本题有一定难度,需要考虑到空气中也含有氧气,氧气约占空气总体积的五分之一,氧气的总体积应是通入的氧气的体积加上通入的空气中含有的氧气的体积;然后根据氧气的体积分数约为60%,列等式进行计算.根据装置的特点分析注意事项,根据空气中的氧气的体积分数计算.

解答 解:氧气约占空气总体积的五分之一;设通入氧气后量筒内水的体积为x,
[x+(100mL-x)×1/5]/100mL×100%═60% 解得x═50mL.所以A符合题意;
由于空气和氧气的密度比水小,a和b导管在集气瓶中的部分只是略微露出即可;为了能将集气瓶中的水排出,与量筒相连的导管在集气瓶中的部分需要尽量伸到集气瓶底部;由于导管也有一定的体积,为了使导管不影响测定水的体积,量筒中的导管只能伸入很短一部分即可.
空气按体积分数计算,氧气约占空气总体积的21%,故一个月(按30天计算)需空气的体积为:5 升÷21%×30=714.3升.
故答为:A.空气和氧气的密度比水小;将集气瓶中的水排出;不影响测定水的体积;714.3升.

点评 本题应考虑氧气的总体积应是通入的氧气的体积加上通入的空气中含有的氧气的体积,才能表示氧气的浓度60%.

练习册系列答案
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18.实验室常用下列装置研究气体的制取和性质,根据所学知识回答下列问题.

(1)指出图中标有数字的仪器名称:①酒精灯.
(2)写出用高锰酸钾固体制取氧气的化学符号表达式2KMnO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K2MnO4+MnO2+O2↑;利用该反应制取氧气,收集装置应选C或D或F(填序号);
(3)实验室用双氧水和二氧化锰制取氧气时应选用发生装置;F是一种可用于集气、洗气等的多功能装置.若将F装置内装满水来收集氧气,则气体应从b(填“a”或“b”)进入F中;
(4)通过查阅资料得知:已知甲烷极难溶于水,密度小于空气.实验室可用加热无水醋酸钠和碱石灰的固体混合物来制取甲烷.实验室制取甲烷的装置组合是AD或AE(从图中选择,“F”除外).
(5)在用KClO3加热制O2的过程中,发现产生O2的反应速率很慢,经检查不是KClO3变质,也不是装置气密性不好,你认为最可能的原因是没有加催化剂
(6)向盛有氧气的集气瓶中倒入迅速冷却的沸水,立即塞紧穿有两端开口细玻璃管的橡皮塞,用注射器向玻璃管中注水至P处,装置如图G所示.
①手拿集气瓶在水平面上摇晃数十次后,看到玻璃管中的液面将下降(选填“上升”、“下降”或“不变”).
②下列有关该实验的说法正确的是abc.
a.可说明有少量氧气溶于水中
b.应保证装置有良好的气密性
c.用迅速冷却的沸水是因为其中几乎不含氧气.
5.某兴趣小组根据实验室提供的仪器和药品进行了氧气的制备实验.
(1)甲同学选用如图所示的装置制取氧气.
①写出仪器B的名称:集气瓶.
②甲同学应选取的试剂是二氧化锰和H2O2(填化学式),二氧化锰固体在该反应中起催化作用.
③除用排水法外,甲同学还可选择向上排空气法收集氧气.
④实验前,甲同学先向仪器A中加入水,然后将导管放入水槽中,并打开仪器A的活塞,观察导管口是否有连续的气泡出现.该实验操作的目的是检验装置的气密性
(2)乙同学称取一定质量的高锰酸钾放在大试管中,将温度控制在250℃加热制取O2.该反应的文字表达式为高锰酸钾$\stackrel{加热}{→}$锰酸钾+二氧化锰+氧气.实验结束时,乙同学发现收集到的O2大于理论产量,针对这一现象,同学们进行了如下探究:
【提出猜想】
猜想Ⅰ:反应生成的二氧化锰分解放出O2
猜想Ⅱ:反应生成的锰酸钾分解放出O2
【实验验证】同学们分为两组,分别进行以下实验:
①第一组同学取一定质量的二氧化锰,在250℃条件下加热一段时间,冷却后测得二氧化锰的质量不变.则猜想I错误.
②第二组同学取锰酸钾在250℃条件下加热,没有用测定质量的方法得出了猜想Ⅱ正确的结论.该组同学选择的实验方法是把带火星的木条伸入试管,带火星的木条复燃.
[拓展延伸]实验发现,锰酸钾受热只能部分 分解,经分析可能是生成物氧化钾对其分解产生影响.请设计实验方案验证:取等量的锰酸钾固体于两支试管中,一支试管中加入氧化钾,一支试管中不加入氧化钾.用同样火焰的酒精灯加热,用相同规格的集气瓶,用排水法收集一瓶气体,收集一瓶氧气所用的时间作比较,确定锰酸钾的分解是否与氧化钾有关系.
[实验反思]通过以上实验探究,你对“问题的发现与解决”有何认识:必须通过认真分析,用实验来加以证明.

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