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.改进了教材中的实验.设计出了如图所示的实验装置．实验步骤如下:①如图所示.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� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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，改进了教材中的实验，设计出了如图所示的实验装置．实验步骤如下：
①如图所示，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．（注：白磷与红磷燃烧的产物相同）
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）集气瓶中白磷燃烧的文字表达式

．
（2）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

．
（3）若实验非常成功，当c为500mL，a=100mL，则b=

mL．
（4）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

．
（5）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（红磷燃烧所需要的最低温度在240℃左右）

分析：（1）严格按照文字表达式的书写规则进行书写；
（2）根据白磷燃烧时瓶内气体体积的变化情况进行解释；
（3）根据空气中氧气的含量与白磷燃烧只消耗氧气的性质进行分析；
（4）围绕“白磷燃烧时集气瓶内压力增大过度，会使集气瓶中气体受热膨胀而逸出”这一因素进行分析；
（5）根据集气瓶内气压的变化情况进行判断．

解答：解：（1）写文字表达式时，白磷要写成“磷”，不要把条件写成“燃烧”；
（2）白磷燃烧时会放出大量的热，集气瓶内空气受热体积膨胀，气压增大，使集气瓶内的水沿玻璃管流入烧杯内；燃烧停止后，温度下降，瓶内气压减小，烧杯中的水就会沿着玻璃管再流入集气瓶内；
（3）白磷燃烧只消耗空气中的氧气：，集气瓶内空气为500-100=400mL，由于氧气约占空气总体积的

，所以消耗掉氧气的体积为80mL，则烧杯中的水会进入集气瓶内约80mL，所以集气瓶内水的总体积为100+80=180mL．
（4）集气瓶内预先装入适量的水，使白磷燃烧时集气瓶内气压不会过度增大，不至于使集气瓶中气体受热膨胀而逸出．
（5）“装置气密性不好”与“集气瓶没有冷却到室温”都会导致进入集气瓶内水的体积减少，从而导致实验最后产生的实际值小于理论值；用红磷代替白磷后生成物仍然是只有五氧化二磷生成，所以不影响实验结果；如果实验前集气瓶里没有装a体积的水，会使集气瓶中气体受热膨胀而逸出，从而导致瓶内气压减小幅度过大，使进入水的体积变大，所以实验最后产生的实际值大于理论值．
故答案为：
（1）磷+氧气

点燃

五氧化二磷；
（2）先往下再往上；
（3）180；
（4）防止白磷燃烧时集气瓶中气体受热膨胀逸出；
（5）B．

点评：空气中氧气含量的测定也是中考考查的一个热点，重点考查实验过程中看到的现象以及导致实验结果偏大或偏小的原因．未来中考对该实验的考查将会不断创新，例如，在药品上，用NaOH溶液代替水，则用木炭、硫粉等代替红磷也可以完成该实验；在热源上用电阻丝通电产生热量、用放大镜汇聚太阳光产生能量代替酒精灯完成实验；在装置上用注射器、活塞、圆筒状玻璃容器、U型管等．但不管如何创新，同学们只要深刻理解该实验的原理，即可顺利解题．

练习册系列答案

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科目：初中化学 来源： 题型：阅读理解

为了测定某品牌食用纯碱中碳酸钠的质量分数，某校化学研究性学习小组的探究过程如下：
[提出问题]样品中碳酸钠的质量分数是多少？
[知识准备]
食用纯碱的主要成分是碳酸钠，另外还含有少量的氯化钠；反应过程中不考虑水和氯化氢的挥发．
[设计方案并实验]
甲组同学：称取12.00样品，加水配成溶液，在溶液中加入过量澄清石灰水，过滤、洗涤、干燥，共得到白色沉淀10.00g．
乙组同学：称取12.00样品，加入足量的稀盐酸直到反应停止，共收集到4.4g二氧化碳．
[解决问题]
请你任选一组同学的实验结果，帮助他们计算出样品中碳酸钠的质量是

，碳酸钠的质量分数是

．（计算结果精确到0.1%）
[交流反思]
（1）甲组的小青同学认为，要求出碳酸钠的质量，也可以使用与盐酸和石灰水所属类别不同的其他物质

（填一种具体物质的化学式）的溶液与样品反应，通过测定相关物质的质量，进行有关计算即可．
（2）乙组的小雨同学认为，所用稀盐酸的溶质质量分数也可求出：取13.5g样品放入烧杯中，每次加入20g稀盐酸（不考虑水、氯化氢逸出）后用精密仪器称量，记录实验数据如下：

加入盐酸的次数	1	2	3	4	5	6	7
烧杯及所称物质总质量/g	78.9	97.8	116.7	135.60	155.05	175.05	195.05
生成气体的质量/g	1.1	2.2	a	4.4	4.95	b	--

表中数据a=

g，b=

g．并请你在下边的坐标纸上绘制生成气体的质量与所加稀盐酸质量关系的曲线．

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某校化学研究性学习小组共同探究制取气体的原理、方法及性质的有关实验．
（1）甲同学将所学气体制取的知识整理如下，请你帮助他完成相关内容．

①写出图中有标号仪器的名称：a

集气瓶

，实验室用高锰酸钾制氧气并用排空气法收集氧气，可选用的制取装置为

A和E

（填字母，下同），高锰酸钾制氧气的化学反应方程式

2KMnO₄

△

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑

2KMnO₄

△

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑

，其化学反应类型

分解反应

．
②用双氧水和二氧化锰来制取氧气时，制氧气的化学方程式

2H₂O₂

MnO2

2H₂O+O₂↑

2H₂O₂

MnO2

2H₂O+O₂↑

，可选用的发生装置是

，可选用C装置收集氧气，其原因是

氧气不易溶于水

，反应结束后，欲将二氧化锰回收再利用应进行的主要操作是过滤，所需玻璃仪器为

烧杯

、

玻璃棒

、

漏斗

．
（2）根据所学知识及所给信息回答问题：
氨气（NH₃）在通常状况下是一种无色有刺激性气味的气体，密度比空气小，极易溶于水，其水溶液为氨水．实验室常用加热氯化铵和熟石灰两种固体混合物的方法制取氨气．实验室制取氨气应选用的发生装置是

，选用

装置收集氨气．（填写字母）
（3）规范的实验操作是实验成功的前提．请回答：
①量取8mL稀硫酸，应选用

（填字母）的量筒．
A．5mL B．10mL C．100mL
②往试管里装固体粉末，通常使用

（填字母）．
A．镊子 B．玻璃棒 C．药匙（或纸槽）
③下列实验操作错误的是

（填代号）．

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某校化学研究性学习小组的同学在学习了《金属和金属材料》单元后，做了CO还原CuO的探究实验．实验发现CO与CuO加热后黑色粉末变成红色粉末．请你参与该小组的研究过程并完成相关任务：
[研究课题]探究红色粉末的主要成分
[查阅资料]
（1）有关物质的颜色CuO粉末：黑色，Cu₂O粉末：红色．
（2）CuO和Cu₂O都能和稀硫酸发生反应，化学方程式为：CuO+H₂SO₄═CuSO₄+H₂O Cu₂O+H₂SO₄═CuSO₄+Cu+H₂O
[猜想与实验]
（1）如果硬质玻璃管内红色粉末为纯净物，小明同学猜想红色粉末的成分是Cu，而你对红色粉末的成分有不同的猜想，请设计简单的实验证明你的猜想：

猜想

简单实验方案

现象

CO和CuO反应的化学方程式

Cu₂O

取少量红色粉末放于试管中，向其中加入足量稀硫酸，振荡

溶液变为蓝色，仍有红色固体

2CuO+CO

△

Cu₂O+CO₂

2CuO+CO

△

Cu₂O+CO₂

（2）如果硬质玻璃管内红色粉末为两种物质的混合物，要确定粉末中两种物质的质量分数，还需要通过有关数据进行计算．下列数据中可以作为计算依据的是（填序号）

．
A．反应前CuO粉末的质量 B．通入CO的质量 C．反应后固体混合物的总质量．

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某校化学研究性学习小组的同学对一瓶敞口放置的氢氧化钠产生了兴趣，甲乙两组同学围绕这瓶氢氧化钠进行了一系列的探究活动．

提出问题

①氢氧化钠是否完全变质②样品中碳酸钠的质量分数是多少？

查阅资料

①氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水．
②向氢氧化钠和碳酸钠混合物中加入盐酸时，盐酸先与氢氧化钠反应，再与碳酸钠反应；

设计实验

实验一：探究氢氧化钠固体的变质情况．
①取少量该固体样品置于试管中，向其中加入稀盐酸，发现有气泡产生，说明该样品中含有碳酸钠，由此可确定该固体已发生变质．则反应方程式为：

Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑

．
②如果氢氧化钠已经完全变质，甲组同学认为取少量固体溶于水，向其中滴加无色酚酞后，溶液应呈无色，乙组同学思考后认为甲组同学的想法是错误的，原因是：

碳酸钠和氢氧化钠溶液都显碱性，使酚酞试液变成红色

．
③为探究该固体中是否还有未变质的氢氧化钠，同学们又进行了如下表所示的实验．请将下表填写完整．

实验目的	实验操作	现象	结论或化学方程式
除去碳酸钠	取少量该固体样品溶于水配成溶液，滴加适量的氯化钙溶液，充分反应后过滤	产生白色沉淀产生白色沉淀	有关反应的化学方程式为 Na₂CO₃+CaCl₂=2NaCl+CaCO₃↓ Na₂CO₃+CaCl₂=2NaCl+CaCO₃↓
检验是否含有氢氧化钠	向过滤后的滤液中滴入酚酞试液酚酞试液	变红变红	该样品中含有氢氧化钠

实验二：测定其中碳酸钠的质量分数

设计方案

①甲组同学：称取20.00样品，放入过量的盐酸直到反应停止，共收集到4.40g二氧化碳．（设计思路：根据样品与盐酸反应生成二氧化碳的质量求出碳酸钠的质量，再计算样品中碳酸钠的质量分数．）
②乙组同学：称取20.00g样品，加水配成溶液，向溶液中加入过量的澄清石灰水．过滤、洗涤、干燥，共得到白色沉淀10.00g．（设计思路：根据样品与石灰水反应生成沉淀碳酸钙的质量，先求出碳酸钠的质量，再计算样品中碳酸钠的质量分数．）

解决问题

根据两组同学的实验结果，请你帮助他们计算出样品中碳酸钠的质量分数：（任选一组写出计算过程）

交流与反思

（1）在交流时，老师问同学们“能否用上述实验所得的数据计算出样品中氢氧化钠的质量分数”，甲乙两组的同学都一致认为可以．但小明思考后，觉得甲、乙两种方案都不妥，理由是：

样品中有水，无法测出样品的氢氧化钠的质量

．
（2）小明又重新设计新方案：先用电子秤准确称取20.00g变质的NaOH样品放入锥形瓶中，用电子秤秤得锥形瓶及样品的总质量为70.00g，再把175.00g7.3%稀盐酸平均分成7份依次加入样品中，每次充分反应用电子秤秤得锥形瓶及所盛物质的质量，实验数据记录如下：

加入盐酸的次数	第一次	第二次	第三次	第四次	第五次	第六次	第七次
锥形瓶及所盛物质的总质量	95.00	120	145	170	192.8	215.6	240.6

（2）请根据上述实验数据，计算样品中氢氧化钠的质量分数为

40.0%

（不要写出计算过程）

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