题目内容

10．某同学设计了测定空气中氧气含量的实验，实验装置如图．该同学的实验步骤如下：
①将图中的集气瓶分为5等份，并作好标记．
②在带橡皮塞和导管的燃烧匙内装入足量的红磷，将导管上的止水夹夹紧，在酒精灯上点燃红磷，并立即伸入集气瓶内，塞紧橡皮塞．
③充分反应后，待集气瓶冷却至室温，打开止水夹．
请回答下列问题：
（1）该实验中红磷需稍过量，目的是充分反应掉集气瓶中的氧气．集气瓶中先装少量的水，目的是吸收热量快速降温．
（2）步骤②集气瓶中的现象是生成大量的白烟，放出大量的热，其反应的文字表达式为磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷；步骤③中打开止水夹后观察到的现象是烧杯中的水倒流至集气瓶，液面上升约为剩余体积的五分之一，由此可得出氧气的体积约为空气体积的$\frac{1}{5}$．如果实验中测定氧气的体积所占空气的体积偏小，可能的原因是红磷不足，气密性不好、没冷却到室温读数等
（3）该实验可推论出氮气难（填“易”或“难”）溶于水和其化学性质不活泼（填“活泼”或“不活泼”）的结论．
（4）若将红磷换成炭粉，该实验能否获得成功？为什么？不能，因为木炭燃烧生成二氧化碳气体．

分析 （1）依据实验原理及实验现象分析红磷的作用及水的作用；
（2）依据红磷与氧气反应生成五氧化二磷固体，消耗了瓶内的气体，压强减小，外界大气压会压着水进入集气瓶，根据进入水的体积分析空气中氧气的体积分数，结合实验注意事项分析误差；
（3）根据集气瓶内剩余的气体主要是氮气分析氮气的性质；
（4）根据药品的选择分析评价．

解答 解：（1）实验的目的是测定空气中氧气含量，原理是消耗氧气使装置内外产生压强差，水被吸入占据氧气的空间，从而达到测定氧气的目的．红磷过量，可使集气瓶中的氧气完全消耗；因为反应放热，水可以吸热，等降温到室温后才能打开弹簧夹；故填：充分反应掉集气瓶中的氧气；吸收热量快速降温；
（2）红磷与氧气反应，生成了白烟五氧化二磷固体，所以会导致集气瓶内压强减小，水被压入集气瓶，进入的水量正好占据集气瓶内氧气的空间，约为集气瓶体积的五分之一；若红磷不足、气密性不好、没冷却到室温读数等都会使结果偏小；故填：生成大量的白烟，放出大量的热；磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷；烧杯中的水倒流至集气瓶，液面上升约为剩余体积的五分之一；$\frac{1}{5}$；红磷不足、气密性不好、没冷却到室温读数等；
（3）水进入瓶内占五分之一．不再继续进入说明氮气不能与红磷反应，也不能溶于水或与水反应，因此化学性质不活泼；故填：难；不活泼；
（4）木炭燃烧生成二氧化碳，生成的二氧化碳气体占据了氧气的空间，会导致水不能进入集气瓶，因而不能测定空气中氧气的含量；故填：不能，因为木炭燃烧生成二氧化碳气体．

点评 熟记用红磷测定空气里氧气含量的实验原理、操作步骤、实验现象、实验结论和注意事项是解答这类题目的基础．

练习册系列答案
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20．在实验室中区分下列各组物质的两种方法都正确的是（　　）
选项ABCD
需区分的物质铁丝和铝丝黄铜和黄金氯化钠和硝酸铵食盐和蔗糖
方案一用磁铁吸引观察颜色加适量水溶解后测温
度变化		品尝
方案二伸入稀硫酸溶液中灼烧观察外观分别加水溶解
A．AB．BC．CD．D
1．某化学兴趣小组为测定某石灰石样品中碳酸钙的质量分数，取12.5g石灰石样品放在烧杯中，然后向其中逐渐加入稀盐酸，使之与样品充分反应，恰好完全反应（杂质不参加反应）时，加入稀盐酸的质量为146g，反应后烧杯中物质的总质量为154.1g．请计算：
（1）反应生成二氧化碳的质量．
（2）样品中碳酸钙的质量分数（纯度）．
18．实验课上，某小组同学用生石灰进行“化学反应中能量的变化”实验时发现：向生石灰中加入适量水后没有明显的温度变化．为确定其原因，进行了如下实验探究．
【提出问题】生石灰是否变质？其成分是什么？
【查阅资料】氢氧化钙溶解过程中无明显温度变化，与盐酸反应无气体生成．
【猜想与假设】同学们认为生石灰样品已经变质，并对其成分作出了如下4种猜想．
猜想所含成分
1CaO和Ca（OH）2
2CaO和CaCO3
3
4CaO、Ca（OH）2和CaCO3
【进行实验】同学们将少量样品研碎后，按如图所示过程进行实验．

（1）在溶解过程中用温度计测量液体的温度，发现温度计示数升高，说明样品中应该含有CaO．
结论：猜想3不成立．
（2）如果试剂a是稀盐酸，b处的现象为产生气泡则说明B中一定含有碳酸钙．
用化学方程式表示生成该物质的反应：Ca（OH）2+CO2═CaCO3↓+H2O
结论：①块状生石灰表面发生变质；②猜想1不成立．
（3）为验证滤液C的成分，进行后续实验．
实验操作实验现象实验结论
取适量滤液C于试管中，向其中通入适量二氧化碳，观察滤液变浑浊①滤液中溶质为氢氧化钙
②猜想4成立，猜想2不成立
【反思与评价】
①上述实验过程能否得出猜想4成立、猜想2不成立的结论，理由是不能，因为氧化钙能和水反应生成氢氧化钙．
②愉快的探究活动结束了，除以上猜想及实验，你还想对样品的成分进行哪些方面的探究？样品中是否含有氢氧化钙．
5．请根据如图所示的实验室中实验装置图填空．

（1）完成图中标有数字的仪器的名称：①酒精灯②分液漏斗 ③集气瓶．
（2）组装好B装置后，先向分液漏斗中加入水，然后将导管一端通入水中，并打开分液漏斗的活塞，观察导管口是否有连续的气泡冒出，该操作的目的是检查装置气密性．
（3）用高锰酸钾制备氧气的发生装置应选A，写出反应化学方程式：2KMnO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K2MnO4+MnO2+O2↑．①可用图D所示的方法收集氧气，主要是因为氧气不易溶于水．
②应将收集满氧气的氧气瓶正放在桌面上．
③用图9所示装置收集氧气，氧气应从a（填“a”或“b”）端导入．
（4）在实验室中，制取并收集二氧化碳选用装置为B和C（填字母编号），反应的化学方程式为：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑．
（5）要鉴别氧气和二氧化碳，可选择ABC．
A．紫色石蕊溶液   B．澄清石灰水   C．燃着的木条．
15．下列各组物质中，前者是混合物，后者是化合物的是B
A．冰水、镁带                            B．空气、二氧化碳
C．红磷、食用精盐                        D．一氧化碳．
2．通过学习知道，人吸入的空气与呼出的气体中都含有二氧化碳．
【小俊质疑】：人呼出气体中的二氧化碳到底是空气中原有的呢还是经呼吸作用产生的呢？
【小婧猜想】：主要是经呼吸作用产生的．
【探究实验】：他们设计了如图所示的装置进行探究，实验时，对着装置中的“呼、吸口”呼气和吸气，并观察锥形瓶中澄清的石灰水的现象．
（1）吸气时，应打开夹子1（填“1”或“2”），关闭另一个．观察到a瓶中的石灰水变浑浊．
（2）呼气时，应打开夹子2（填“1”或“2”），关闭另一个．观察到b瓶中的石灰水变浑浊．
【实验结论】：经过多次重复以上探究，他们认为，人吸入的空气中二氧化碳含量很少，不能使澄清的石灰水浑浊，呼出气体中的二氧化碳主要是经呼吸作用产生的．
【拓展与交流】①吸气时，如果打开与关闭夹子弄反了，可能的后果是会吸入石灰水
②有同学认为该装置有些复杂．如果已有收集好的呼出气体A与空气B各1瓶，你的简单验证方法是滴入澄清石灰水，振荡，观察变浑浊的程度．
19．下列图示操作正确的是（　　）
A．
滴加液体		B．
量筒读数
C．
铁丝在氧气中燃烧		D．
气体验满
20．下列说法不正确的是（　　）
A．质子数相同的原子不一定是同种元素
B．含氧化合物可能不是氧化物
C．同种元素可能组成不同的单质
D．电子数相同的粒子不一定属于同种元素

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