测定空气中氧气的体积分数(教师版)

2017年04月12日yanhui871的初中化学组卷

参考答案与试题解析

1．（2013秋•开封校级月考）化学实验是同学们学好化学的重要方法：

（1）为测定空气里氧气的含量，甲、乙两个同学用如图一所示的装置分别进行了实验探究．

甲同学：点燃红磷立即伸入瓶中并塞上瓶塞，待红磷燃烧停止并冷却后，打开止

水夹，观察到集气瓶中吸入水的体积约占集气瓶容积的，若实验观察到进水量小于此数值，则可能的原因是装置漏气，红磷量不足（填写其中的两个）．

乙同学：用碳替代红磷，完成上述实验，发现集气瓶内并没有吸入水，其原因是碳燃烧生成物是二氧化碳气体，瓶内气压不变．

（2）图二所示实验可观察到“铁树”上浸有无色酚酞试液的棉团由白色变为红色，该实验中没有涉及的性质是B（填字母）．

A．氨分子是不断运动的B．氨分子有一定质量C．浓氨水具有挥发性（3）如图三所示，烧杯中盛有一定量的水，向水中滴入几滴紫色石蕊试液，将一装满CO2气体倒扣在水中，一段时间后试管中液面上升且液体变成红色，这一过程中发生的反应化学方程式为CO2+H2O=H2CO3，属于化合反应（填基本反应类型）．

【解答】解：（1）①因为红磷燃烧消耗空气中的氧气，氧气约占空气体积的，故集气瓶中吸入水的体积约占集气瓶容积的，根据在测定空气中氧气的体积分数时注意事项：装置的气密性要好；为了要耗尽瓶中的氧气，红磷必须是足量的；气体的体积受到温度的影响，要等到装置冷却至室温，再打开了弹簧夹等；因此可知达不到瓶中空气总体积的五分之一的原因可能是：装置漏气或红磷量不足或

容器未冷却就打开止水夹．

②测空气中氧气的含量主要是根据物质燃烧消耗空气中的气体造成气压减小，减小的体积就是氧气的体积，故生成物中不能有气体，用碳代替红磷，碳燃烧生成物是二氧化碳气体，瓶内气压不变，故不会进入水；

（2）①浓氨水具有挥发性，挥发出的氨气是由氨分子构成的；②酚酞试液是一种酸碱指示剂，遇酸不变色，遇碱变红色；③氨水是碱性的，能够使酚酞试液变红；④由于分子是不断运动的，当氨分子运动到浸有无色酚酞试液的棉团时，和酚酞试液观接触，由于保持物质化学性质的最小粒子是分子，保持氨气的化学性质的最小粒子是氨分子；氨分子能使“铁树”上浸有无色酚酞试液的棉团由白色变成红色；

（3）向盛有紫色石蕊试液的试管中通入适量的CO2，紫色石蕊试液变成红色，是因为二氧化碳与水反应生成碳酸，生成的碳酸使紫色石蕊试液变成红色，反应的化学方程式为CO2+H2O=H2CO3；反应符合“多变一”的特点，属于化合反应．

故答案为：（1）①；装置漏气；红磷量不足或容器未冷却就打开止水夹；②碳燃烧生成物是二氧化碳气体，瓶内气压不变．

（2）红；B；

（3）CO2+H2O=H2CO3；化合反应．

2．（2013•自贡校级模拟）按如图测定空气中氧气的含量时，要达到实验目的，反应物或装置方面应满足的条件是红磷足量（或过量），装置气密性良好等；该实验还可说明氮气具有的性质是氮气不能燃烧，不能支持燃烧、氮气难溶于水等（至少两条）．

【解答】解：按如图测定空气中氧气的含量时，要达到实验目的，反应物红磷要足量（能全部消耗装置内的氧气），装置气密性良好（防止漏气，造成实验结果

不准确）．

红磷燃烧把氧气耗尽，就不再燃烧，剩余的成分主要是氮气，说明了氮气不能燃烧，也不能支持燃烧；水被倒吸入集气瓶中，剩余的气体中还主要是氮气，说明氮气难溶于水（合理即可）．

故答案为：红磷足量（或过量）、装置气密性良好（合理即可）；氮气不能燃烧、不能支持燃烧；氮气难溶于水等（合理即可）．

3．（2015秋•宜昌期中）用红磷测定空气中氧气含量实验时，小明同学觉得教材的实验存在不足，他通过反思后，提出了改进方法（如图所示），你认为改进后的优点是：装置始终密封，操作简便，没有污染、提高了测定数据的准确度．

【解答】解：改进后的图中通过凸透镜聚光引燃红磷，不需要打开瓶塞，空气出不来也进不去，装置始终密封，操作简便，没有污染，提高了测定数据的准确度．用酒精灯引燃红磷，红磷燃烧生成了五氧化二磷进入空气会污染空气，由于磷燃烧放出大量的热，打开瓶塞时容易使空气受热而逸出．所以实验的优点是：装置始终密封，操作简便，没有污染，提高了测定数据的准确度．

答案：装置始终密封，操作简便，没有污染，提高了测定数据的准确度．4．（2009秋•本溪县校级期中）如图是利用红磷在空气中燃烧测定氧气含量的实验装置图．在实验中，钟罩内的水面，为什么先下降后上升？

因为反应时放出大量的热，分子运动速率加快，使钟罩内压力增大，所以水面下降；当反应结束，温度降低时，由于氧气参加了反应，钟罩内压强减小，所以水面又上升．

【解答】解：红磷与氧气反应放出大量的热，会使分子运动速率加快，气体体积膨胀，使钟罩内压力增大，所以水面下降；红磷在空气中燃烧会消耗空气中的氧

气，空气中氧气的体积分数约为，冷却后空气的体积会减少，减少的就是空气中氧气的体积，所以水面又上升．

故答案为：因为反应时放出大量的热，分子运动速率加快，使钟罩内压力增大，所以水面下降；当反应结束，温度降低时，由于氧气参加了反应，钟罩内压强减小，所以水面又上升

5．（2014•河南模拟）某同学设计了如图所示的装置来测定空气中氧气的含量．向烧杯内加水，引燃白磷，冷却至室温后，读取测量结果．该实验现象是什么？请分析白磷燃烧的原因及化学方程式．

【解答】解：生石灰与水反应放出大量的热，使温度达到白磷的着火点，白磷燃烧，消耗了装置内的氧气，产生大量白烟，放出大量的热，装置内空气受热

膨胀，活塞先向右移；由于氧气约占空气总体积的，冷却至室温后，再向左移至4刻度处．

反应的化学方程式为：4P+5O22P2O5．

故答案为：活塞先向右移，再向左移至4刻度处；生石灰与水反应放热，使温度达到白磷的着火点；4P+5O22P2O5．