2020年中考人教版化学科学探究《测定空气里氧气含量的探究》专题练习

科学探究《测定空气里氧气含量的探究》1、下面几位同学是测量空气中氧气体积含量的几个实验，请你参与他们的实验探究：【实验一】小强采用A图所示的装置进行实验：在由两个注射器组成的密闭系统中留有25mL空气，给装有细铜丝的玻璃管加热，同时缓慢推拉两个注射器活塞，至玻璃管内的铜丝在较长时间内无进一步变化时停止加热，待冷却至室温，将气体全部推至一个注射器内，观察密闭系统内空气体积变化（已知铜能与空气中的氧气反应）（1）在实验加热过程中，交替缓慢推动两个注射器活塞的目的是。

（2）小强测得实验结果，空气中氧气的体积分数小于20%，造成该实验出现误差的原因可能是。

（填序号）①读数时没有冷却至室温；②加入铜丝量太少；【实验二】：小红采用B图所示的装置进行实验：实验过程如下：第一步：将集气瓶容积划分为五等份，并做好标记。

第二步：用放大镜点燃燃烧匙内的红磷。

第三步：待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，发现水被吸入集气瓶中，进入集气瓶中水的体积约为集气瓶总容积的五分之一。

请回答下列问题：（1）集气瓶中剩余的气体主要是。

（2）根据实验推断集气瓶中剩余气体的性质有。

【实验三】小华同学打算采用C图所示的装置进行实验：设计如下方案：选用实际容积为25mL的试管作为反应容器，将过量的白磷放入试管，用橡皮塞塞紧试管，通过导管与注射器（注射器的容积为40ml，且润滑性很好）相连，注射器的前沿停在20ml刻度处。

（假设此实验能够按照小华的设想正常进行，白磷所占体积与导管内的气体体积忽略不计，且两个容器间的导管足够粗，保持空气正常流动。

）请回答下列问题：（1）实验前，打开弹簧夹，将注射器活塞前沿从20mL刻度处推至15mL刻度处，然后松开手，若活塞仍能返回至20mL刻度处，则说明；（2）若先夹紧弹簧夹，用酒精灯加热白磷，燃烧结束，试管冷却后再松开弹簧夹，观察到的现象为。

2、某实验小组对教材内测量空气中氧气体积分数的实验进行改进，并取得成功（装置如图）。

【实验准备】具支试管和小气球内空气总体积为50 mL，注射器中留下的空气体积为50 mL，该装置气密性良好。

【实验探究】装入药品，按图所示连接好仪器。

用酒精灯在红磷部位加热，加热时不断推拉注射器活塞，气球忽大忽小，并不断将气球中的气体全部挤入试管中。

【现象分析】（1）实验开始时应先检查装置气密性。

连接装置后且其气密性良好，若将注射器向内推，可观察到气球变（填“大”或“小”）。

（2）加热试管底部，红磷被引燃，说明燃烧不能缺少的一个条件是，足量的红磷在试管中未能全部燃烧，说明试管内剩余气体具有的化学性质为。

写出红磷燃烧的化学方程式：。

（3）实验结束后，停止加热，待试管冷却至室温，将气球内的气体全部挤入注射器内，待注射器活塞稳定后，读取注射器内剩下气体的体积为mL。

【得出结论】氧气约占空气总体积的五分之一。

【反思评价】实验中，加热时不断推拉注射器的目的为；此实验与课本实验比较的优点为。

3、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）如图1所示装置和药品进行实验，冷却至室温后打开止水夹，可观察到的现象是：。

若观察到结果小于预期值，则可能是因为。

（2）小组内同学还对该实验进行了如图2所示的改进。

（已知试管容积为45mL）请结合实验目的，在以下的操作中排出正确的实验操作顺序（填序号）。

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，并按上图中所示的链接方式固定好，再将弹簧夹紧橡皮管。

④读取注射器活塞的数据。

最终注射器活塞将从10mL刻度处慢慢前移到约为mL刻度处才停止。

4、某化学兴趣小组的同学对空气中氧气含量的测定进行实验探究。

【观察与记录】（1）按如图所示装置和药品进行实验，实验中可观察到的现象是：①集气瓶内；②待装置冷却到室温打开止水夹，。

【讨论与交流】（2）若用铁丝代替红磷测定空气中氧气的含量，小明同学认为不可以，其原因是。

若用木炭代替红磷，小丽同学认为也不可以，其原因是。

【分析与思考】（3）小芳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的五分之一．小组内同学帮她仔细检查，发现装置的气密性及操作步骤均无问题。

你认为造成此现象的原因可能是【归纳与总结】（4）小组内同学反思上述实验的探究过程后认为：若用燃烧法测定空气中氧气含量，在药品的选择或生成物的要求上应考虑的是、。

（写出两条即可）5、科学课本上用图甲的装置来测定空气中氧气的体积分数，而小明通过査询资料对该实验进行改进，利用四硫化钠（Na2S4）固体替代红磷进行实验，其反应原理为2Na2S4+O2+2H2O=8S↓+4NaOH实验步骤：①将足量的四硫化钠（Na2S4）固体置于试管中，加入适量的水并迅速塞紧橡胶塞，再充分振荡。

②测量液面至橡胶塞下沿的距离，记录数据h1（如图乙所示）・③将该试管插入水中（如图丙所示），取下橡胶塞，观察到试管内液面上升。

④当管内液面稳定时塞紧橡胶塞，将试管取出倒转过来，测量液面至橡胶塞下沿的距离（如图丁所示）记录数据h2。

（1）步骤①中进行充分振荡的目的是；（2）计算第3次实验空气中氧气的体积分数约为（结果精确到0.1%）；（3）小明设计的实验与课本上的实验相比，有什么优点。

（写出一点即可）（4）同学们分析了小明的实验方案后，认为步骤④中塞紧橡胶塞的时机对测量结果有影响，请问何时塞橡胶塞测量结果最准确？。

6、兴趣小组借助如图装置（夹持装置已略）及相关试剂粗略测量空气中O2的体积百分数。

（1）实验前用砂纸打磨铁钉至光亮的目的是。

（2）已知试管剩余空间和导管的体积为20mL，导管截面积约为1cm2，充分反应后，形成稳定液柱时，读取读数为4.1cm，则空气中氧气的体积分数为%（保留小数点后一位）。

（3）实验时发现上述测量过程因反应较慢耗时较长，现对影响铁生锈速率的因素作如下分析：【提出假设】假设一：溶液的酸碱度；假设二：NaC1溶液的浓度；请你再提出一种影响铁生锈快慢的因素。

假设三：。

【实验探究】借助上述实验装置，通过控制铁钉用量等其他条件均相同时，调节溶液的pH获得了如表实验数据：【实验结论】根据实验数据分析，为缩短实验测定时间，pH的最佳范围是；还可以采取何种方法进一步缩短实验时间（答一条即可）。

【实验反思】当pH=2时，没有观察到稳定液柱形成的原因是。

7、实验创新是中学生最为重要的科学素养，如图是某校师生测定空气中氧气含量的创新实验。

（已知白磷在 40℃时即燃烧，其燃烧现象与产物与红磷燃烧相同）【实验步骤】（1）测量试管的容积。

（2）检查装置的气密性。

（3）装药品，将注射器活塞调整到合适位置，连接好仪器。

（4）用弹簧夹夹紧胶皮管，加热粗铜丝，观察现象。

（5）燃烧结束后，打开弹簧夹，观察注射器活塞的移动情况。

【反思交流】（1）测量试管容积的方法是。

（2）若试管的容积为60mL，加热前注射器活塞至少应调整到mL以上（填整数）。

（3）该实验中利用铜丝加热会不会影响测量结果？你的看法是。

8、某兴趣小组开展“测定密闭容器中某种气体的体积分数”的探究实验。

【实验1】按图1所示装置，用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的体积分数。

【实验2】按图2所示装置，在集气瓶内壁用水均匀涂附铁粉除氧剂（其中辅助成分不干扰实验），利用铁锈蚀原理测定空气中氧气的体积分数。

（1）实验1中，红磷燃烧的主要现象是。

红磷熄灭后，集气瓶冷却至室温，打开K，水能倒吸入集气瓶的原因是。

（2）为提高实验的准确性，以上两个实验都需要注意的事项是（写一点）。

（3）实验过程中，连接数字传感器，测得实验1、实验2中氧气的体积分数随时间变化的关系分别如图3、图4所示。

依据图3，图4信息，（填“实验1”或“实验2”）的测定方法更准确，判断依据是。

（4）结合你的学习经验，若要寻找红磷或铁粉除氧剂的替代物，用图1或图2装置测定空气中氧气的体积分数，该替代物应满足的条件是（写两点）。

【实验3】测定用排空气法收集到的集气瓶中二氧化碳的体积分数。

（5）甲同学设计图5所示装置进行测定。

浓NaOH溶液的作用是（用化学方程式表示）。

（6）乙同学提出，仅利用图6所示装置，在不添加其他试剂的前提下，也能测得集气瓶中二氧化碳的体积分数。

为达到实验目的，操作方法是。

9、兴趣小组对测定空气中氧气含量的实验进行了回顾和探究。

【实验回顾】（1）实验室常用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的含量，写出红磷燃烧的化学方程式，观察到的现象是；（2）兴趣小组用该方法测出的氧气含量常常低于五分之一，可能的原因是①装置漏气②，装置内氧气有剩余；…【实验探究】为了加快反应速率，小明通过查阅资料，利用铁粉、炭粉、氧化钠等物质又进行了实验（装置如图），8分钟后测得的数据如表：请写出利用上述数据计算出空气中氧气含量为（精确到0.1%）。

【结论与反思】通过上述实验探究，选择铁粉、炭粉、氯化钠和蒸馏水进行实验，可较为快速地完成实验并减小实验误差。

10、有关空气组成的研究与发现对化学的发展做出了重要贡献。

Ⅰ．拉瓦锡的研究：用加热汞的方法测定空气中氧气的含量如图1所示，拉瓦锡把少量的汞放在密闭的玻璃容器中连续加热12天后，发现有一部分银白色的液态汞变成红色粉末，容器内空气体积减少了约五分之一。

收集汞表面生成的红色粉末（氧化汞），置于另一容器内强热得到了汞和氧气，且氧气的体积恰好等于原来密闭容器里所减少的空气体积。

（1）上述实验中，使用汞的优点有。

A．汞为液态，在加热的条件下只与氧气反应且生成物为固体B．时间足够长，能将密闭装置中的氧气几乎耗尽C．实验过程中没有污染D．生成的化合物加热分解又能得到汞和氧气（2）继拉瓦锡研究后，英国科学家瑞利经多次实验发现：从空气分离得到的氮气密度总是略大于纯净氮气密度。

造成这一差异主要与空气中的相关。

Ⅱ．兴趣小组A的实验：用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的含量（如图2所示）（3）用酒精灯点燃燃烧匙中过量的红磷，观察到的现象有，并放出大量的热。

写出该反应的化学方程式：。

（4）该兴趣小组同学经多次实验发现：当反应停止并恢复至室温，用氧气浓度传感器测得广口瓶内始终有8%左右的氧气残留。

请分析红磷燃烧无法耗尽氧气的原因是（已排除操作原因引起的实验误差）。

Ⅲ．兴趣小组B的实验：用铁生锈原理测定空气中氧气含量（如图3所示）。

测得实验数据如表：（5）根据表中数据，计算实验测得的空气中氧气的体积分数是（计算结果精确到0.1%）。

（6）该实验中NaCl溶液的作用是。

11、某研究小组用如图所示装置，探究能否用镁条代替红磷测定空气中氧气含量。

【提出猜想】猜想1：可以代替，因为镁条与氧气反应后不会产生气体猜想2：不能代替，因为镁条可能会与空气中的其他成分发生反应【解释与结论】（1）步骤Ⅰ的实验目的是。