知识点挑题 - 初中化学 - 优优班--学霸训练营

2．二百多年前，法国化学家拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成
分．仿照这个历史上著名实验的原理，我们可以用图1所示装置来测定空气中氧气的含量，请写出红磷燃烧的符号表达式 ______ ，该反应属于 ______ 反应（填一种基本反应类型）．
【提出问题】用红磷燃烧的方法为什么测出的氧气含量远低于21%？
【分析讨论】（1）实验装置漏气；（2） ______ ，导致装置内氧气有剩余；（3）…
【实验与交流】在老师的指导下，同学们查阅了白磷、红磷等物质燃烧需要的最低含氧量如下：
资料1：
可燃物名称红磷白磷蜡烛
最低含氧量/% 8.0 4.0 16.0
甲、乙、丙三个小组分别用上述过量红磷、白磷、蜡烛三种物质进行该实验，用测氧气浓度的传感器测得反应后的氧气浓度分别为8.85%、3.21%、16.7%，数据与表中的理论值基本一致．其中蜡烛燃烧后用测一氧化碳浓度传感器测算一氧化碳浓度约为2%．
资料2：蜡烛或者木炭在密闭的集气瓶中燃烧，氧气浓度会不断变小，会有一氧化碳气体生成．常温下一氧化碳难溶于水，且不与澄清石灰水反应．根据以上信息回答下列问题：
（1）白磷和红磷相比，使用白磷能使结果更准确，其原因是 ______ ．
（2）请写出木炭燃烧的符号表达式 ______ ；有同学提议选用木炭替代红磷做实验，在集气瓶底部预先放少量澄清石灰水吸收生成的二氧化碳气体，小华觉得不可行，其主要原因是 ______ ．
【实验改进】小邹同学改进了教材中的实验，设计出了如图2所示的实验装置．实验步骤如下：
①如图2所示，连接仪器，检查装置的气密性，发现装置的气密性良好．

②在集气瓶里装进适量a体积的水，燃烧匙里放一块白磷（白磷燃烧所需要的最低温度是40℃），并在酒精灯上把玻璃棒下端加热，按图示装置把集气瓶中的空气密封起来，把长导管的另一端放入盛有足量水的烧杯中．（注：集气瓶内的长导管已伸到了瓶底）．
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．
④待白磷燃烧熄灭后，稍加振荡，白烟消失．
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．根据以上信息，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，当c为500mL，a=100mL，则b= ______ mL．
（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，其一是为了加快步骤⑤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 ______ （填字母）．
A．用蜡烛代替白磷
B．用红磷代替白磷（红磷燃烧所需要的最低温度在240℃左右）
C．集气瓶没有冷却到室温
D．实验前集气瓶里没有装a体积的水
（5）已知化学反应前后元素种类和质量都不发生改变，若该实验中消耗的氧气质量为0.12克，则理论上生成的五氧化二磷的质量为 ______ g（计算结果保留两位小数）．

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3．
“空气中氧气含量测定”再研究
【回顾历史】\(\rm{1774}\)年，某科学家通过用金属汞在空气中加热生成氧化汞等实验，第一次明确得出空气是由氧气和氮气组成的结论．
\(\rm{(1)}\)上文中这位科学家是 ______
A.诺贝尔 \(\rm{B.}\)居里夫人 \(\rm{C.}\)门捷列夫 \(\rm{D.}\)拉瓦锡
\(\rm{(2)}\)如图\(\rm{1}\)的微粒示意图可简单表示金属汞与氧气反应的过程，请在反应中方框内画出正确的图示．

【重温教材】实验室常用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的含量\(\rm{(}\)装置如图\(\rm{2)}\)，写出反应的符号表达式 ______ \(\rm{.}\)理论上实验成功时的现象是： ______
______ \(\rm{.}\)实际上用该方法测得的氧气含量常常远低于理论值．

【提出问题】实验中装置内部的情况是怎样的，用红磷燃烧的方法为什么不能准确地测定空气中氧气的含量？
【进行实验】查阅资料后，学习小组进行如下实验：
\(\rm{(1)}\)将数显设备\(\rm{(}\)电脑等\(\rm{)}\)、三种传感器\(\rm{(}\)压强、温度、\(\rm{O_{2}}\)浓度\(\rm{)}\)、测量装置\(\rm{(}\)反应容器为蒸馏水瓶\(\rm{)}\)按图\(\rm{3}\)所示进行连接．
\(\rm{(2)}\)打开导管活塞，向烧杯内加入适量的水，双手紧贴蒸馏水瓶外壁， ______ ，则说明装置气密性良好．
\(\rm{(3)}\)打开瓶口橡皮塞，加水并调节使蒸馏水瓶和烧杯内液面相平，关闭活塞，打开并调试好传感器和数显设备\(\rm{.}\)用酒精灯将足量的红磷点燃，立即将燃烧匙伸入瓶中并赛紧橡皮塞
\(\rm{(4)}\)燃烧结束后，装置冷却到室温，打开导管活塞，待瓶内液面不再上升后再向烧杯内加入一定量的水，使烧杯和瓶内的液面相平\(\rm{.}\)在数显设备上得到的曲线图\(\rm{(}\)纵坐标为\(\rm{O_{2}}\)浓度，横坐标为时间，压强和温度曲线仅表示该段时间内对应的变化情况\(\rm{)}\)如图\(\rm{4}\)所示

【数据分析】
\(\rm{①}\)压强曲线\(\rm{A}\)点表示红磷开始在集气瓶中燃烧，主要判断依据是： ______ ；
\(\rm{②}\)压强曲线\(\rm{CD}\)段降低的原因是 ______ ；
\(\rm{③}\)压强曲线\(\rm{EF}\)段略低于\(\rm{OA}\)段是因为 ______ ；
【实验结论】用红磷燃烧的方法不能准确测定空气中氧气含量的原因是 ______ ；
【反思拓展】甲同学认为应该将蒸馏水瓶液面上的容积划分为\(\rm{5}\)等分并加以标记，乙同学认为没有必要，理由是 ______ ．

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4．
实验中学\(\rm{9}\)班化学兴趣小组就空气中氧气的含量进行实验探究：
【集体讨论】：
\(\rm{(1)}\)讨论后同学们认为，选择的药品既要能消耗氧气，又不会跟空气中的其它成分反应，而且生成物为固体\(\rm{.}\)他们应该选择\(\rm{(}\)填编号\(\rm{)}\) ______ ，
A.蜡烛 \(\rm{B.}\)红磷 \(\rm{C.}\)木炭
为了充分消耗容器中的氧气，药品的用量应保证 ______ ．
\(\rm{(2)}\)小组同学共同设计了如图的两套装置，你认为合理的是 ______ \(\rm{(}\)填编号\(\rm{).}\)为了确保实验成功，在装药品前应该 ______ ．

【分组实验】：在讨论的基础上，他们分组进行了实验．
【数据分析】：实验结束后，整理数据如下：\(\rm{(}\)注：集气瓶容积为\(\rm{100mL)}\)

组别 \(\rm{1}\) \(\rm{2}\) \(\rm{3}\) \(\rm{4}\) \(\rm{5}\) \(\rm{6}\)

进入集气瓶中水的体积\(\rm{(mL)}\) \(\rm{20}\) \(\rm{21}\) \(\rm{19}\) \(\rm{20}\) \(\rm{22}\) \(\rm{18}\)

\(\rm{(3)}\)通过对实验结果的交流，大多数同学都验证出氧气约占空气体积的 ______ \(\rm{.}\)通过实验还可以推断集气瓶中剩余气体的物理性质是 ______ 、化学性质是 ______ ．
【实验拓展】：
\(\rm{(4)}\)已知镁在空气中燃烧可分别与氧气和氮气反应，都生成固体物质，此实验中镁 ______ \(\rm{(}\)填“能”或“不能”\(\rm{)}\)代替红磷，其原因是 ______ ．

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5．
某化学兴趣小组的同学，课下对蜡烛的燃烧和空气中氧气含量的测定又进行了系列的探究，请你参与并回答下列问题．
【发现问题\(\rm{1}\)】点燃蜡烛，发现蜡烛火焰的明亮程度不一样，是什么原因所致呢？
【猜想与假设\(\rm{1}\)】猜想\(\rm{①}\)：蜡烛中可燃物成分不一样；
猜想\(\rm{②}\)： ______ ．
【发现问题\(\rm{2}\)】同学们用蜡烛代替红磷测定空气中氧气的含量，发现蜡烛很快熄灭，回流到集气瓶中的水远小于瓶容积的\(\rm{ \dfrac {1}{5}.}\)是什么原因所致呢？
【猜想与假设\(\rm{2}\)】猜想\(\rm{①}\)：蜡烛燃烧产生\(\rm{CO_{2}}\)气体；
猜想\(\rm{②}\)： ______ ；
猜想\(\rm{③}\)： ______ ．
【实验验证】将蜡烛点燃后用氧气传感器定量测定瓶中的氧气含量\(\rm{.}\)数据如图一．
【得出结论】此实验中空气中氧气体积分数降低了 ______ \(\rm{\%.}\)
【深入探究】合肥某中学化学老师用氧气传感器定量测定密闭条件下足量红磷燃烧时氧气的含量变化，如图二，在\(\rm{110}\)秒时氧气的含量有所上升，接着再慢慢下降，最终维持在\(\rm{8.85\%}\)左右，请你试着解释图象变化的可能原因是： ______ ．
【拓展研究】你对氧气含量最终维持在\(\rm{8.85\%}\)左右是怎么理解的？ ______ ．

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6．
空气中氧气含量测定的再认识．

【经典赏析】教材中介绍了用定量的方法研究空气的成分\(\rm{(}\)实验装置如图\(\rm{1).}\)该实验中选择使用汞的优点有 ______ ．
A.实验过程中没有污染　　　　　　　　　　　\(\rm{B.}\)生成的化合物加热分解又能得到汞和氧气
C.在汞槽中起到液封作用　　　　　　　　　 \(\rm{D.}\)能将密闭装置内空气中的氧气几乎耗尽
【实验回顾】实验室常用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的含量\(\rm{(}\)实验装置如图\(\rm{2)}\)，写出红磷燃烧的文字表达式 ______ \(\rm{.}\)兴趣小组用该方法测出的氧气含量有时会低于\(\rm{ \dfrac {1}{5}}\)．
【提出问题】该兴趣小组为什么不能准确地测定空气中氧气的含量？
【进行猜想】\(\rm{(1)}\)装置漏气；\(\rm{(2)}\) ______ ，装置内氧气有剩余；\(\rm{…}\)
【实验探究\(\rm{1}\)】兴趣小组对该实验进行了改进，实验装置如图\(\rm{3}\)：在由两个注射器组成的密闭系统内共有\(\rm{50mL}\)空气，然后给装有红磷的玻璃管加热\(\rm{.}\)同时交替推动两个注射器的活塞，至玻璃管内的红磷较长时间内无进一步变化时停止\(\rm{.}\)停止加热后，待冷却至室温将气体全部推至一个注射器内\(\rm{.}\)请根据你对上述实验的理解，回答下列问题：
\(\rm{(1)}\)实验结束后，注射器内的气体体积理论上应该减少约 ______ \(\rm{mL}\)
\(\rm{(2)}\)在实验的加热过程中，交替缓慢推动注射器的目的是 ______ ．
\(\rm{(3)}\)改进后的实验与实验室测定方法比较有什么优点： ______ \(\rm{(}\)任意一点即可\(\rm{)}\)．
【实验探究\(\rm{2}\)】小明通过查阅资料发现红磷燃烧温度最低要达到\(\rm{240℃}\)，而白磷达到燃烧的温度仅为\(\rm{40℃}\)，于是他也对实验进行了改进，实验装置如图\(\rm{4}\)，在一个具有刻度和可以滑动的活塞的玻璃容器中放入几粒白磷，将玻璃容器固定好，放在盛有\(\rm{85℃}\)热水的烧杯上\(\rm{.}\)活塞在整个实验中的运动状况是 ______ ，原因是 ______ ，最后停在刻度 ______ 处\(\rm{.}\)

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7．某校化学兴趣小组就空气中氧气的含量进行实验探究：

\(\rm{[}\)集体讨论\(\rm{]}\)：
\(\rm{(1)}\)讨论后同学们认为，应该选择\(\rm{(}\)填编号\(\rm{)}\)______，
A.蜡烛 \(\rm{B.}\)红磷 \(\rm{C.}\)铁粉
\(\rm{(2)}\)小组同学共同设计了如图的两套装置，
你认为合理的是\(\rm{(}\)填编号\(\rm{)}\)______．
\(\rm{(3)}\)为了确保实验的成功，在装药品之前应该______．
\(\rm{[}\)分组实验\(\rm{]}\)
\(\rm{[}\)数据分析\(\rm{]}\)实验结束后，整理数据如下：\(\rm{(}\)注：集气瓶容积为\(\rm{100mL)}\)

组别	\(\rm{1}\)	\(\rm{2}\)	\(\rm{3}\)	\(\rm{4}\)	\(\rm{5}\)	\(\rm{6}\)
进入集气瓶中水的体积\(\rm{(mL)}\)	\(\rm{20}\)	\(\rm{21}\)	\(\rm{19}\)	\(\rm{20}\)	\(\rm{22}\)	\(\rm{15}\)

从表中的数据分析来看：误差较大的是第______组，造成误差较大的可能原因是\(\rm{(}\)答一种即可\(\rm{)}\)______．
\(\rm{(4)}\)通过对实验结果的交流，大多数同学都验证出氧气约占空气体积的______\(\rm{.}\)通过实验还可以推断出集气瓶中主要剩余气体的物理性质是______\(\rm{(}\)写一个\(\rm{)}\)，化学性质是______ \(\rm{(}\)写一个\(\rm{)}\)．

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8．

如图是测定空气中氧气的含量的实验装置，对该实验认识正确的是 ( )