题目内容

20．空气中氧气含量测定的再认识．
【实验回顾】如图1是实验室用红磷燃烧来粗略测定空气中氧气含量的装置．

（1）写出红磷燃烧的文字表达式磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷．
（2）实验原理：由于红磷燃烧消耗空气中的氧气，使集气瓶内压强减小，烧杯中水倒吸到集气瓶．若装置的气密性良好，操作规范，用量筒测量进入瓶中水的体积，能粗略测得空气中氧气的含量．
【问题提出】有实验资料表明：燃烧过程中当氧气体积分数低于7% 时，红磷就无法继续燃烧，因此通过上述实验，测定结果与理论值误差较大．
【实验改进】
根据铁在空气中生镑的原理设计如图2实验装置，再次测定空气中氧气含量．装置中饱和食盐水、活性炭会加速铁生锈．
【交流表达】
测量项目实验前实验后
烧杯中水的体积烧杯中剩余水的体积集气瓶（扣除内容物）和导管的容积
体积/mL80.054.5126.0
（1）根据上表数据计算，改进实验后测得的空气中氧气的体积分数是20.2%（计算结果精确到0.1%）．
（2）从实验原理角度分析，改进后的实验结果比前者准确度更髙的原因是：
①能够把氧气完全消耗；
②避免了燃烧匙伸入集气瓶时导致的气体外逸．

分析 红磷在空气中能够剧烈燃烧，产生大量白烟，放出热量，生成白色固体五氧化二磷；
根据提供的数据可以计算空气中氧气的体积分数；
不同的实验装置，优缺点不同．

解答 解：【实验回顾】如图1是实验室用红磷燃烧来粗略测定空气中氧气含量的装置．
（1）红磷燃烧的现象是：剧烈燃烧，产生大量白烟，放出热量；红磷在空气中燃烧生成五氧化二磷，反应的文字表达式为：磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷．
故填：磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷．
（2）【交流表达】
（1）改进实验后测得的空气中氧气的体积分数是：$\frac{80.0mL-54.5mL}{126.0mL}$×100%=20.2%．
故填：20.2%．
（2）从实验原理角度分析，改进后的实验结果比前者准确度更髙的原因是：能够把氧气完全消耗；避免了燃烧匙伸入集气瓶时导致的气体外逸．
故填：能够把氧气完全消耗；避免了燃烧匙伸入集气瓶时导致的气体外逸．

点评 实验现象是物质之间相互作用的外在表现，因此要学会设计实验、观察实验、分析实验，为揭示物质之间相互作用的实质奠定基础．

练习册系列答案
相关题目
10．下列对空气的描述不正确的是（　　）
A．空气质量级别越高，空气质量越差
B．空气中体积分数最大的气体是氮气
C．空气不是单一的物质，而是有多种气体单质组成的混合物
D．空气中以氮气和氧气为主
11．实验室制取气体所需装置如下图所示．

（1）实验仪器a、b的名称是a长颈漏斗、b集气瓶．
（2）用大理石和稀盐酸制取二氧化碳时，所选用的发生装置是B（填序号），其反应的化学方程式是CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑．
（3）实验室用高锰酸钾制取氧气应选用的发生装置是A（填装置下方的字母序号），化学反应的方程式为2KMnO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K2MnO4+MnO2+O2↑，将装置A和C连接进行此实验，实验结束，停止加热前要先将导管移出水面，目的是防止水倒流入试管，从而防止把试管炸裂．
（4）写出实验室用过氧化氢制取氧气的化学方程式2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑，可选用的制取装置是BC或BD（填字母）．
8．地球保证了人类生存的基本条件，也提供了人类文明发展所需的物质基础．
（1）水是生命之源
①自然界的水因含有许多杂质而需要净化，除去水中难溶性固体杂质的操作是过滤，生活中既能降低水的硬度，又能杀菌消毒的方法是煮沸；
②下列节水措施中可取的是BD．（多选题，填字母）
A．工业废水直接排放          B．农业浇灌推广使用喷灌、滴灌技术
C．大量开采使用地下水        D．洗菜、淘米、洗衣的水可以用来浇花、拖地、冲厕所
（2）燃料是人类文明进步的阶梯．
①目前，人类以化石燃料为主要能源，煤和石油的大量使用对环境造成了严重的污染，目前有些城市的出租车已改用压缩天然气（CNG）作燃料，以减少对空气污染，天然气完全燃烧的化学方程式为CH4+2O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2H2O+CO2．
②“节能减排”是我国的重要国策，过多的CO2排放会造成温室效应，为了减缓大气中CO2含量的增加，人们积极寻找不含碳元素的燃料．经研究发现氨气（NH3）燃烧的产物是水和大气中含量最多的气体，试写出氨气燃烧反应的化学方程式：4NH3+3O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$6H2O+2N2．为提高我市空气质量，你认为下建议可行的是AC（多选题，填字母）．
A．开发太阳能、风能、地热能等新能源    B．禁止使用煤、石油、天然气等矿物燃料
C．开发燃煤新技术使其充分燃烧．
15．“化学--我们的生活，我们的未来”，下列对化学学科的认识错误的是（　　）
A．化学为人类研制了新材料
B．化学已成为生命科学的重要基础
C．化学为人类提供了新能源
D．化学的发展必然导致生态环境的恶化
5．除去下列物质中的少量杂质（括号内为杂质），选用的试剂或方法正确的是（　　）
A．H2（水蒸气）-稀硫酸B．CO2（CO）-氧气
C．Cu粉（Fe粉）-稀盐酸D．NaCl（KCl）-加水溶解后过滤
12．用微粒的观点解释：
（1）体温计受热汞柱上升的原因是温度升高，汞原子间的间隔变大；
（2）气态氧气和液态氧的化学性质相同的原因是它们分子的构成相同，同种的分子化学性质相同；
（3）湿的衣服在阳光下比在阴凉处干得快的原因是阳光下温度高，水分子运动的速率加快．
9．下列说法不正确的是（　　）
A．实验剩余的药品不能放回原瓶，也不要随意丢弃
B．用排水法收集氧气时，导管口刚有气泡冒出就收集气体
C．硫粉在氧气中燃烧时，集气瓶中放少量水可吸收二氧化硫
D．在实验室，不得尝任何药品的味道
10．如图是利用红磷验证燃烧条件的实验装图．
（1）简要叙述检验该装置气密性的方法：在D装置中加入水至导管口液封，关闭分液漏斗活塞，打开止水夹K1、K2，用酒精灯微热管C，如D中导管口有气泡冒出，则装置气密性良好
（2）红磷是一种可燃物，请验证：红磷发生燃烧的另外两个条件中，缺少任何一个条件都不能燃烧（两个条件须分别验证），只有同时具备这两个条件才能燃烧．
【实验说明】止水夹K1、K2处于关闭状态；锥形瓶A中盛满了氧气；管C中盛满了氮气，并放有红磷固体；试管D是空试管：分液漏斗B中装有蒸馏水．在实验时，蒸馏水不够可以得到补充．
【实验步骤】在完成气密性检查后，按照上述的要求，设法填装好试剂，并连接好整套实验装置．若要求实验过程中不得拆、装仪器，请设计后续的实验步骤，并按要求完善下表． 在后续实验步骤中，有一步骤为“盖灭酒精灯，待管C恢复到常温”，请把这一步骤用“题示”两个字填入下表相应步骤的“操作”栏中，且不必填该步骤对应的“预计现象及得出的结论”栏．

  步骤    操作    预计现象及得出的结论

①
点燃酒精灯加热		现象：

结论：

②
题示		现象：

结论：

③
打开分液漏斗活塞，打开止水夹K1、K2通入氧气一段时间		现象：

结论：

④		继续保留步骤③的所有操作，并点燃

酒精灯		现象：红磷燃烧，冒出大量白烟
结论：燃烧同时满足有充足氧气与温

度达到着火点两个条件
【实验反思】
Ⅰ．后续实验步骤①②③中，有一步骤可能引起的不良后果是步骤①中，C中气体压强过大，胶塞弹出．
Ⅱ．有人又认为按照步骤④进行操作，要产生步骤④的预计现象．锥形瓶A中的气体和分液漏斗B中的液体，除了可以是氧气和蒸馏水的组合外，还可以是另外的两种组合：（两种组合中的气体不同，且都不是氧气：两种组合中的液体酸碱性不同，且都不是蒸馏水）
组合l：A中：CO2，B中NaOH溶液．
组合2：A中：NH3，B中H2SO4溶液．

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