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    为测定空气中氧气的含量，小华同学打算设计如下方案：选用实际容积为40 mL的试管作反应容器，将过量的白磷放入试管，用橡皮塞塞紧试管，通过导管与实际容积为60 mL且润滑性很好的针筒注射器组成如图的实验装置。假设此实验能够按照小华的设想正常进行，且白磷所占体积与导管内的气体体积忽略不计，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20 mL刻度处推至15 mL刻度处，然后松开手，若活塞仍能返回至20 mL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，等到试管冷却后再松开弹簧夹。可观察到的现象为                                                      ；

    （3）若不使用弹簧夹，用酒精灯加热白磷，充分反应直至燃烧结束，试管冷却。可观察到的现象为___________________________________________   ；

    （4）若按小华的设想进行实验，实际可能遇到诸多问题而发生危险，造成实验失败。例如：_________________________________________________       。

     

    【答案】

    （1）装置的气密性好

    （2）白磷燃烧，产生白烟，活塞前沿约在12 mL的刻度线上

    （3）白磷燃烧，产生白烟，活塞先向右移动，最终稳定在约8 mL的刻度线上

    （4）橡胶塞弹出、试管爆裂、注射器活塞弹出等

    【解析】试题分析：空气中氧气约占其体积的五分之一，测定时可以使用磷燃烧消耗氧气使瓶内压强减小的方法来实现。要使本实验成功，必须注意以下几点：①装置的气密性好，②白磷足量，③必须冷却到室温再读数，还要注意防止试管受热不均或气体体积受热膨胀过大，从而造成试管炸裂。

    （1）打开弹簧夹，将注射器活塞前沿从20 mL刻度处推至15 mL刻度处，然后松开手，若活塞仍能返回至20 mL刻度处，则说该装置不漏气；

    （2）若先夹紧弹簧夹，用酒精灯加热白磷，这时白磷燃烧消耗掉的只是试管里的氧气，为：40mL/5=8mL，所以活塞应停在20mL—8mL=12mL的刻度处；

    （3）若不使用弹簧夹，用酒精灯加热白磷，白磷燃烧放出大量的热，使试管中的压强大于外界压强，活塞向右移动，反应消耗了氧气，冷却后活塞从右向左移动；由于白磷实际消耗掉的是试管（40mL）和注射器内（20mL）的氧气，为：（40mL+20mL）/5=12mL，所以活塞应停在20mL—12mL==8mL的刻度处；

    （4）因为白磷在密闭容器内燃烧产生热量使气体膨胀，可能会使橡胶塞弹出、试管爆裂、注射器活塞弹出等，造成实验失败。

    考点：测定空气里氧气含量的探究

    点评：只有熟悉用磷测定空气组成的实验原理、操作、现象、结论和注意事项，才能正确解答本题。

     

    练习册系列答案
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    相关习题

    科目：初中化学 来源： 题型：阅读理解

    26、空气是一种十分重要的天然资源．
    （1）空气成分按体积计算，含量最多的是
    N2
    （填写化学式）．
    （2）工业上用分离液态空气的方法制备氧气，这一过程属于
    物理
    （填“物理”或“化学”）变化；实验室可通过多种途径制取氧气，如分解过氧化氢、加热高锰酸钾、电解水等，从降低能量消耗上思考，你选择的实验室制取氧气的方法是
    分解过氧化氢
    ．
    （3）如图所示装置可用于测定空气中氧气的含量，实验前在集气瓶内加入少量水，并做上记号．下列说法中正确的是
    B
    （填字母序号）．
    A．燃烧匙中的红磷可以换成硫或木炭
    B．最终进入瓶中水的体积约为氧气的体积
    C．燃烧匙中的红磷越多，瓶中的水位上升越高
    D．本实验可以证明空气含有N2、O2、CO2和稀有气体
    （4）酸雨是指pH＜5.6的雨、雪等各种形式的大气降水，它主要是由含硫燃料（煤和石油）燃烧释放的二氧化硫造成的，其危害极大．某科技工作者经测定得出酸雨的pH大小与小麦减产幅度关系的一组数据如下表所示．

    ①根据数据判断，酸雨的酸性越
    强
    （填“强”或“弱“），小麦减产幅度越
    大
    （填”“大”或“小”）．
    ②酸雨的形成主要是二氧化硫与水作用产生的亚硫酸（H2SO3）被空气中的氧气氧化为硫酸的缘故．该氧化反应的化学方程式为
    2H2SO3+O2=2H2SO4
    ．
    （5）保护空气，提倡“低碳”，减少温室效应，是我们必须关注的问题．科学家正在研究如图所示的二氧化碳新的循环体系．

    从图中分析得出的下列结论中，正确的是
    ACD
    （填字母序号）．
    A．二氧化碳也是一种重要的资源
    B．利用降温、加压将二氧化碳分离是化学变化
    C．二氧化碳与氢气在复合催化剂下反应产物是混合物
    D．液化石油气、汽油、甲醇等物质燃烧都有二氧化碳产生

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    科目：初中化学 来源： 题型：

    请回答下列问题：
    （1）下列实验操作中正确的有
    BC
    BC
    （填字母）．
    A．向燃着的酒精灯里添加酒精
    B．用托盘天平称量物质质量时，先加质量大的砝码，再加质量小的砝码
    C．做硫在氧气中燃烧的实验时，应先在集气瓶底留少量的水
    D．用排水法收集氧气时，当导管口一有气泡冒出，便开始收集氧气
    E．做电解水的实验时，直接接通交流电源
    F．用100mL量筒量取体积为8.2mL蒸馏水
    （2）①图甲所示实验用于测定空气中氧气的含量．红磷在空气中燃烧的化学反应式为
    4P+5O2
     点燃 
    .
     
    2P2O5
    4P+5O2
     点燃 
    .
     
    2P2O5
    ，关于该实验的下列说法中，不正确的是
    CF
    CF
    （填字母）．
    A．实验时红磷一定要足量
    B．点燃红磷前先用弹簧夹夹紧乳胶管，否则结果偏小
    C．红磷熄灭后立刻打开弹簧夹
    D．最终进入瓶中水的体积约为氧气的体积
    E．该实验必须检查装置的气密性
    F．可用木炭代替红磷，其它仪器、药品不变
    ②小红利用图乙进行探究实验，并对观察到的现象进行分析，得出了多个结论：
    A：蜡烛中含有氢元素，她依据的现象是
    烧杯内壁有水雾
    烧杯内壁有水雾
    ．
    B：观察到烧杯底部有少量黑色固体，由此得出的结论是
    蜡烛燃烧不完全产生的碳的颗粒（或蜡烛中含碳元素）
    蜡烛燃烧不完全产生的碳的颗粒（或蜡烛中含碳元素）
    ．

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    科目：初中化学 来源： 题型：阅读理解

    （2012?南宁）某研究性学习活动小组，从下列装置中选用部分装置组装后在实验室里制取氧气，并通过排水量来测定所收集到氧气的体积．

    （1）写出图中有标号的仪器的名称：①
    铁架台
    铁架台
    ②
    集气瓶
    集气瓶
    ③
    量筒
    量筒

    （2）甲同学用一定质量的高锰酸钾制取氧气，反应的化学方程式为
    2KMnO4
      △  
    .
     
    K2MnO4+MnO2+O2↑
    2KMnO4
      △  
    .
     
    K2MnO4+MnO2+O2↑
    ，整套实验装置接口的正确连接顺序为a→
    f
    f
    →
    e
    e
    →
    g
    g
    ．
    （3）实验过程中，甲同学观察到E装置中的水变为紫红色，这是因为
    试管口没有放棉花团，高锰酸钾
    试管口没有放棉花团，高锰酸钾
    进入E装置并溶于水中的缘故．为了防止试验过程中出现上述现象，相应的改进措施是
    在试管口放棉花团
    在试管口放棉花团
    ．
    （4）实验结束，乙同学意外发现收集到的氧气体积大于理论值，为此继续进行以下实验探究：
    【提出问题】出现“收集到的氧气体积大于理论值”的原因是什么？
    【作出猜想】猜想Ⅰ：可能是反应生成的二氧化锰分解放出氧气；
    猜想Ⅱ：可能是反应生成的锰酸钾分解放出氧气；
    猜想Ⅲ：
    可能是锰酸钾和二氧化锰共同放出氧气
    可能是锰酸钾和二氧化锰共同放出氧气
    ．
    做出以上猜想的理由是
    锰酸钾和二氧化锰都含有氧元素
    锰酸钾和二氧化锰都含有氧元素
    ．
    【实验验证】（每种方法只限用一次）
    实验一：取一定量的二氧化锰于试管中，加热一段时间，冷却后测得二氧化锰的质量不变．证明猜想
    Ⅰ
    Ⅰ
    错误．
    实验二：取少量锰酸钾于试管中加，热一段时间，
    冷却后测得锰酸钾的质量减少
    冷却后测得锰酸钾的质量减少
    ．证明猜想Ⅱ正确．
    【反思拓展】实验结束后，经过讨论、交流，丙同学用下列仪器和药品设计了一个实验方案测定空气中氧气的含量．
    ①带瓶塞的1000ml烧瓶  ②电子天平（称量精确度为0.01g）  ③酒精灯  ④某种金属粉末（实验过程中需要用到的其它实验用品已省略）
    他的实验步骤是：
    先用电子天平称出金属粉末的质量；再把金属粉末在带瓶塞的1000ml烧瓶灼烧，至氧气充分反应；再称量反应后金属粉末的质量；最后通过密度公式求氧气的体积；
    先用电子天平称出金属粉末的质量；再把金属粉末在带瓶塞的1000ml烧瓶灼烧，至氧气充分反应；再称量反应后金属粉末的质量；最后通过密度公式求氧气的体积；
    ，通过计算得出空气中氧气的含量．

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    科目：初中化学 来源： 题型：

    下列关于实验室的“目的--操作--现象--结论”的描述正确的是（　　）
    实验过程组别 实验目的 所加试剂
    （或操作、图示）    		 实验现象 实验结论
    A 检验稀盐酸和氢氧化钠溶液是否恰好完全反应 在反应后的溶液中滴加无色酚酞试液 无明显现象 恰好完成反应
    B 区别食盐水和稀盐酸 用玻璃棒分别蘸取少量液体后，在酒精灯火焰上灼烧 液体消失，玻璃棒上无固体残留物 该液体为稀盐酸
    C 检验溶液中是否含碳酸根离子 加入稀盐酸 有气体产生 溶液中一定含碳酸根离子
    D 测定空气中氧气的体积分数 完全燃烧后，立即打开弹簧夹，进入水的体积约为集气瓶总体积的五分之一 氧气约占空气体积的五分之一

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    科目：初中化学 来源： 题型：阅读理解

    精英家教网甲同学对寒痛乐熨剂（简称“寒痛乐”）的发热原理产生了浓厚兴趣，于是带了几包寒痛乐，来到实验室对其进行研究．
    【查阅资料】
    [用法用量]外用，一日1次．将外袋剪开，取出药袋，晃动数次，使药物充分松散，接触空气，手摸有热感时，置于固定袋内，覆盖于痛患处，每袋可发热不少于15小时．
    [原料层]铁、蛭石、活性炭、水等．
    [作用原理]铁跟氧气和水反应生成氢氧化铁（固体），并放热．
    【实验一】验证寒痛乐成分中所含铁的化学性质．
    步骤 实验操作 实验现象
    ① 将寒痛乐打开，将药物倒入一烧杯中，观察  药物为黑色固体粉末
    ② 精英家教网用一条形磁铁与烧杯中的黑色粉末充分接触，取适量吸附在磁铁上的黑色粉末放于燃烧匙中，在酒精灯上点燃后伸入盛有氧气的集气瓶中，观察 剧烈燃烧，
     
    实验结论：写出此反应的文字表达式
     
    ．集气瓶中加水的作用是
     
    ．精英家教网
    【实验二】用寒痛乐熨剂药粉测定空气中氧气的含量．甲同学设计了如图所示装置，进行实验．
    【实验记录】
    步骤 实验操作 主要实验现象 实验结论及解释
    ① 连接好装置如上图所示，然后
     
     
    		 装置的气密性良好
    ② 加入足量药品，迅速将胶塞盖严，并充分振荡
     
    		 进入集气瓶内水的体积即为空气中氧气的含量．
    【实验反思】
    乙同学认为甲同学所做“寒痛乐药粉测定空气中氧气的含量”的实验不能证明上述结论，他将操作改进后再进行测量，得到了较为准确的结果．他改进后的操作为
     
    ．

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