(10分)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)如下图所示装置和药品进行实验,待红磷燃烧熄灭、装置冷却后打开止水夹后看到 。![]()
(2)甲同学:用木炭替代红磷完成上述实验,发现集气瓶内并没有吸入水,其原因是 ,经过思考该同学向集气瓶内加入 ,再重新实验,得到了氧气约占空气体积1/5的结论。
(3)乙同学:用铁丝替代红磷,完成上述实验,发现集气瓶内并没有吸入水,其原因是 。
(4)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内空气体积的1/5。你认为造成此现象的原因可能是 。
| A.装置有点漏气 | B.没有冷却到室温就打开止水夹 |
| C.镁条的量不足 | D.镁条与空气中的其它气体发生了反应 |
(6)小组内同学还对该实验进行了如下改进。(已知试管容积为 35mL).
实验的操作步骤如下: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,并按下图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 (填序号)。
待试管冷却后松开弹簧夹,注射器活塞将从10mL刻度处慢慢前移到约为 mL刻度处才停止。
若操作③中没有用弹簧夹夹橡皮管,其他操作步骤相同,则实验过程中看到的现象有 ,待试管冷却后,注射器活塞将停在 mL处.
(2分)带火星的木条在氧气中可以复燃。那么,是不是只有纯净的氧气才能使带火星的木条复燃呢?为此,同学们开展了相关的实验探究。实验主要步骤如下:先制取一定量的氧气备用,再测得集气瓶实际容积为317 mL,然后采用某种正确的收集方法得到5瓶氧气含量不同的空气,最后用带火星的木条来检验,观察木条是否复燃。相关的数据见下表:
| 集气 瓶编号 | 瓶内预装水体积/mL | 充入氧气体积/mL | 瓶内空气体积/mL | 瓶内空气里氧气的体积分数 | 木条能 不能复燃 |
| 1 | 120 | 120 | 197 | 50.9% | 能 |
| 2 | 97 | 97 | 220 | | 能 |
| 3 | 90 | 90 | 227 | 43.4% | 能 |
| 4 | 84 | 84 | 233 | 41.9% | 能 |
| 5 | 81 | 81 | 236 | 41.2% | 不能 |
(2)由该实验可得到的结论是 。
(8分)化学教材 “寻找新的催化剂”研究性实验,引起了化学探究小组的兴趣。
【提出问题】(1)氧化铁能否作过氧化氢溶液分解的催化剂?
(2)氧化铁与二氧化锰催化效果哪个好?
【实验探究】
| 实验步骤 | 实验现象 |
| ①分别量取5 mL5%过氧化氢溶液放入A、B 两支试管中,向A试管中加入a g氧化铁粉末,并分别在A、B两支试管中插入带火星的木条,观察现象。 | A试管中产生大量气泡,带火星木条复燃,B试管中的现象 |
| ②待A试管中没有现象发生时,重新加入过氧化氢溶液,并把带火星的木条伸入试管内,如此反复多次实验,观察现象。 | 试管中均产生大量气泡,带火星木条均复燃 |
| ③将实验②中的剩余物小心过滤,并将所得滤渣进行洗涤、干燥、称量,所得固体质量仍为a g。 | |
| ④分别量取5 mL5%过氧化氢溶液放入C、D 两支试管中,向C试管中加入a g氧化铁粉末,向D试管中加入a g二氧化锰粉末,观察现象。 |
(2)实验②、③证明:氧化铁的 和 在反应前后均没有发生变化,可以作过氧化氢分解的催化剂;
(3)写出氧化铁催化过氧化氢分解的文字表达式 。
(4)实验设计④的目的是 ,若实验④观察到D试管中产生气泡的速率更快,由此你可以得到的结论是 。
某校化学研究性学习小组在学习了“空气中氧气含量测定”的基础上,设计出了如图所示的实验装置。实验步骤如下:(每小格1分,共4分)![]()
①如图所示,连接仪器,发现装置的气密性良好。
②在集气瓶里装a 体积的水,燃烧匙里放一块白磷并在酒精灯上把玻璃棒下端加热,把长导管的另一端放入盛有足量水的烧杯中。
③用力把预先加热过的玻璃棒按下与白磷接触,观察到白磷立即着火燃烧,产生大量白烟,同时放出大量的热。
⑤待集气瓶完全冷却至室温,量出集气瓶中水的体积是b,整个集气瓶的体积是c。
⑥根据a.b.c三个数据,计算出空气中氧气的体积分数。回答下列问题。
(1)在白磷开始燃烧到最后熄灭的过程中,集气瓶内水面的变化情况是 。
(2)若实验非常成功,请写出a.b.c三个数据应满足的一个等式关系式: 。
(3)组内成员小张对“实验前集气瓶里要装进适量a 体积的水”非常不理解。咨询了组长小明之后,他终于明白“a 体积的水”的作用,其一是为了加快⑤步骤中集气瓶的冷却速度;其二则主要是 。
(4)在上述实验中,下列操作的实施和实验现象的出现,会导致实验最后产生的实际值大于理论值的是
| A.装置气密性不好 |
| B.实验前集气瓶里没有装a体积的水 |
| C.集气瓶没有冷却到室温 |
| D.用红磷代替白磷(红磷的着火点在240℃左右) |
(7分)竹子是“有节、中空、四季常绿”的植物(如图所示)。![]()
同学们对竹子中的气体成分展开了探究,测定其成分。小资料:
【资料】CO2是一种无色无味的气体,相同条件下密度大于空气的密度,能溶于水,能使澄清的石灰水变浑。
(1)收集竹子中的气体。
小华提出:将一节竹子浸没在水中,在竹子上钻孔,用排水法收集气体。
小刚提出:可用注射器从竹子中抽取气体。
大家认为两人的想法都可行,于是分为A、B两组,在相同的条件下,A组采用小华的取气方法,B组采用小刚的取气方法,分别完成下面的实验。
(2)检验气体中是否含有二氧化碳气体。
| 实验步骤 | 实验现象 | 实验结论及解释 |
| 向所取气体中加入 | | 有二氧化碳生成。 |
【查阅资料】红磷的着火点为240℃,白磷的着火点为40℃。
【设计实验】同学们设计了如下图所示的方案一和方案二来测定氧气含量。
【进行实验】按上述两个方案进行多次实验。
【反思与评价】
a.实验中磷的量应为足量,原因是 。
b.两个方案的实验测定结果不同,测定结果比较准确的是方案 ,原因是 。
c.经过A、B两组同学的实验,A组测得的含氧量总是大于B组的,你认为原因是 。(2分)