人教版初中化學科學探究《測定空氣里氧氣含量的探究》專題練習(word版有答案) - 下載本文

科學探究《測定空氣里氧氣含量的探究》

1、下面幾位同學是測量空氣中氧氣體積含量的幾個實驗,請你參與他們的實驗探究:

【實驗一】小強采用A圖所示的裝置進行實驗:在由兩個注射器組成的密閉系統中留有25mL空氣,給裝有細銅絲的玻璃管加熱,同時緩慢推拉兩個注射器活塞,至玻璃管內的銅絲在較長時間內無進一步變化時停止加熱,待冷卻至室溫,將氣體全部推至一個注射器內,觀察密閉系統內空氣體積變化(已知銅能與空氣中的氧氣反應)

(1)在實驗加熱過程中,交替緩慢推動兩個注射器活塞的目的是 。

(2)小強測得實驗結果,空氣中氧氣的體積分數小于20%,造成該實驗出現誤差的原因可能是 。(填序號)

①讀數時沒有冷卻至室溫; ②加入銅絲量太少;

【實驗二】:小紅采用B圖所示的裝置進行實驗:實驗過程如下: 第一步:將集氣瓶容積劃分為五等份,并做好標記。 第二步:用放大鏡點燃燃燒匙內的紅磷。

第三步:待紅磷熄滅并冷卻后,打開彈簧夾,發現水被吸入集氣瓶中,進入集氣瓶中水的體積約為集氣瓶總容積的五分之一。 請回答下列問題:

(1)集氣瓶中剩余的氣體主要是 。

(2)根據實驗推斷集氣瓶中剩余氣體的性質有 。

【實驗三】小華同學打算采用C圖所示的裝置進行實驗:設計如下方案:選用實際容積為25mL的試管作為反應容器,將過量的白磷放入試管,用橡皮塞塞緊試管,通過導管與注射器(注射器的容積為40ml,且潤滑性很好)相連,注射器的前沿停在20ml刻度處。(假設此實驗能夠按照小華的設想正常進行,白磷所占體積與導管內的氣體體積忽略不計,且兩個容器間的導管足夠粗,保持空氣正常流動。)請回答下列問題:

(1)實驗前,打開彈簧夾,將注射器活塞前沿從20mL刻度處推至15mL刻度處,然后松開手,若活塞仍能返回至20mL刻度處,則說明 ; (2)若先夾緊彈簧夾,用酒精燈加熱白磷,燃燒結束,試管冷卻后再松開彈簧夾,觀察到的現象為 。 2、某實驗小組對教材內測量空氣中氧氣體積分數的實驗進行改進,并取得成功(裝置如圖)。

【實驗準備】具支試管和小氣球內空氣總體積為50 mL,注射器中留下的空氣體積為50 mL,該裝置氣密性良好。

【實驗探究】裝入藥品,按圖所示連接好儀器。用酒精燈在紅磷部位加熱,加熱時不斷推拉注射器活塞,氣球忽大忽小,并不斷將氣球中的氣體全部擠入試管中。 【現象分析】

(1)實驗開始時應先檢查裝置氣密性。連接裝置后且其氣密性良好,若將注射器向內推,可觀察到氣球變 (填“大”或“小”)。

(2)加熱試管底部,紅磷被引燃,說明燃燒不能缺少的一個條件是 ,足量的紅磷在試管中未能全部燃燒,說明試管內剩余氣體具有的化學性質為 。寫出紅磷燃燒的化學方程式: 。

(3)實驗結束后,停止加熱,待試管冷卻至室溫,將氣球內的氣體全部擠入注射器內,待注射器活塞穩定后,讀取注射器內剩下氣體的體積為 mL。 【得出結論】氧氣約占空氣總體積的五分之一。

【反思評價】實驗中,加熱時不斷推拉注射器的目的為 ;此實驗與課本實驗比較的優點為 。

3、某化學興趣小組的同學對空氣中氧氣含量的測定實驗進行探究。

(1)如圖1所示裝置和藥品進行實驗,冷卻至室溫后打開止水夾,可觀察到的現象是: 。若觀察到結果小于預期值,則可能是因為 。

(2)小組內同學還對該實驗進行了如圖2所示的改進。(已知試管容積為45mL)

請結合實驗目的,在以下的操作中排出正確的實驗操作順序 (填序號)。 ①點燃酒精燈

②撤去酒精燈,待試管冷卻后松開彈簧夾。

③將少量紅磷平裝入試管中,將20mL的注射器活塞置于10mL刻度處,并按上圖中所示的鏈接方式固定好,再將彈簧夾緊橡皮管。 ④讀取注射器活塞的數據。

最終注射器活塞將從10mL刻度處慢慢前移到約為 mL刻度處才停止。 4、某化學興趣小組的同學對空氣中氧氣含量的測定進行實驗探究。

【觀察與記錄】

(1)按如圖所示裝置和藥品進行實驗,實驗中可觀察到的現象是: ①集氣瓶內 ;

②待裝置冷卻到室溫打開止水夾, 。 【討論與交流】

(2)若用鐵絲代替紅磷測定空氣中氧氣的含量,小明同學認為不可以,其原因是 。 若用木炭代替紅磷,小麗同學認為也不可以,其原因是 。 【分析與思考】

(3)小芳同學用鎂條代替紅磷來測定空氣中氧氣的含量,結果卻發現倒吸的水量遠遠超過集氣瓶的五分之一.小組內同學幫她仔細檢查,發現裝置的氣密性及操作步驟均無問題。你認為造成此現象的原因可能是 【歸納與總結】

(4)小組內同學反思上述實驗的探究過程后認為:若用燃燒法測定空氣中氧氣含量,在藥品的選擇或生成物的要求上應考慮的是 、 。(寫出兩條即可)

5、科學課本上用圖甲的裝置來測定空氣中氧氣的體積分數,而小明通過査詢資料對該實驗進行改進,利用四硫化鈉(Na2S4)固體替代紅磷進行實驗,其反應原理為2Na2S4+O2+2H2O=8S↓+4NaOH

實驗步驟:

①將足量的四硫化鈉(Na2S4)固體置于試管中,加入適量的水并迅速塞緊橡膠塞,再充分振蕩。 ②測量液面至橡膠塞下沿的距離,記錄數據h1(如圖乙所示)?

③將該試管插入水中(如圖丙所示),取下橡膠塞,觀察到試管內液面上升。

④當管內液面穩定時塞緊橡膠塞,將試管取出倒轉過來,測量液面至橡膠塞下沿的距離(如圖丁所示)記錄數據h2。

⑤按照①~③再重復實驗兩次。3次實驗數據如下表所示: h1/厘米 h2/厘米 第1次 11.0 8.7 第2次 11.4 9.1 第3次 11.6 9.2 (1)步驟①中進行充分振蕩的目的是 ;

(2)計算第3次實驗空氣中氧氣的體積分數約為 (結果精確到0.1%); (3)小明設計的實驗與課本上的實驗相比,有什么優點 。(寫出一點即可)

(4)同學們分析了小明的實驗方案后,認為步驟④中塞緊橡膠塞的時機對測量結果有影響,請問何時塞橡膠塞測量結果最準確? 。

6、興趣小組借助如圖裝置(夾持裝置已略)及相關試劑粗略測量空氣中O2的體積百分數。

(1)實驗前用砂紙打磨鐵釘至光亮的目的是 。

(2)已知試管剩余空間和導管的體積為20mL,導管截面積約為1cm2,充分反應后,形成穩定液柱時,讀取讀數為4.1cm,則空氣中氧氣的體積分數為 %(保留小數點后一位)。 (3)實驗時發現上述測量過程因反應較慢耗時較長,現對影響鐵生銹速率的因素作如下分析: 【提出假設】假設一:溶液的酸堿度; 假設二:NaC1溶液的濃度;

請你再提出一種影響鐵生銹快慢的因素。 假設三: 。

【實驗探究】借助上述實驗裝置,通過控制鐵釘用量等其他條件均相同時,調節溶液的pH獲得了如表實驗數據:

pH 液柱高度(cm) 形成穩定液柱時間(min) 2.0 0 3.0 5.5 0.6 3.0 6.0 4.1 5.1 6.5 4.1 5.3 7.0 4.1 15.6 8.0 4.1 17.5 【實驗結論】根據實驗數據分析,為縮短實驗測定時間,pH的最佳范圍是 ;還可以采取何種方法進一步縮短實驗時間 (答一條即可)。

【實驗反思】當pH=2時,沒有觀察到穩定液柱形成的原因是 。 7、實驗創新是中學生最為重要的科學素養,如圖是某校師生測定空氣中氧氣含量的 創新實驗。(已知白磷在 40℃時即燃燒,其燃燒現象與產物與紅磷燃燒相同)

【實驗步驟】

(1)測量試管的容積。 (2)檢查裝置的氣密性。

(3)裝藥品,將注射器活塞調整到合適位置,連接好儀器。 (4)用彈簧夾夾緊膠皮管,加熱粗銅絲,觀察現象。

(5)燃燒結束后,打開彈簧夾,觀察注射器活塞的移動情況。

【反思交流】

(1)測量試管容積的方法是 。

(2)若試管的容積為60mL,加熱前注射器活塞至少應調整到 mL以上(填整數)。 (3)該實驗中利用銅絲加熱會不會影響測量結果?你的看法是 。 8、某興趣小組開展“測定密閉容器中某種氣體的體積分數”的探究實驗。 【實驗1】按圖1所示裝置,用紅磷燃燒的方法測定空氣中氧氣的體積分數。

【實驗2】按圖2所示裝置,在集氣瓶內壁用水均勻涂附鐵粉除氧劑(其中輔助成分不干擾實驗),利用鐵銹蝕原理測定空氣中氧氣的體積分數。

(1)實驗1中,紅磷燃燒的主要現象是 。紅磷熄滅后,集氣瓶冷卻至室溫,打開K,水能倒吸入集氣瓶的原因是 。

(2)為提高實驗的準確性,以上兩個實驗都需要注意的事項是 (寫一點)。

(3)實驗過程中,連接數字傳感器,測得實驗1、實驗2中氧氣的體積分數隨時間變化的關系分別如圖3、圖4所示。依據圖3,圖4信息, (填“實驗1”或“實驗2”)的測定方法更準確,判斷依據是 。

(4)結合你的學習經驗,若要尋找紅磷或鐵粉除氧劑的替代物,用圖1或圖2裝置測定空氣中氧氣的體積分數,該替代物應滿足的條件是 (寫兩點)。

【實驗3】測定用排空氣法收集到的集氣瓶中二氧化碳的體積分數。

(5)甲同學設計圖5所示裝置進行測定。濃NaOH溶液的作用是 (用化學方程式表示)。





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