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    测空气成分,氧气含量与实验探究(7个考点)-2021年中考科学(浙教版)重难点、易错点复习练习(教育机构专用)
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    测空气成分,氧气含量与实验探究(7个考点)-2021年中考科学(浙教版)重难点、易错点复习练习(教育机构专用)

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    这是一份测空气成分,氧气含量与实验探究(7个考点)-2021年中考科学(浙教版)重难点、易错点复习练习(教育机构专用),共28页。试卷主要包含了空气成分及作用,氧气的物理与化学性质,及用途,剧烈氧化,实验室制取与收集氧气装置,测定氧气含量的实验探究,氧气相关的计算题等内容,欢迎下载使用。

    2020走进重高-尖子生培优集训


    走进重高 化学培优6 -- 测空气成分,氧气含量与实验探究

    说明:本专题包含测空气成分,氧气含量7个常考点,包含近几年中考真题与模拟题,通常以探究与解答出现。高度概括了近年的高频考点,主要考察实验探究与计算分析能力。


    思维导图目录:


    考 点 目 录

    考点一、空气成分及作用
    考点二、氧气的物理与化学性质,及用途
    考点三、物质在空气与氧气中反应及燃烧的现象(铁、硫、碳等)
    考点四、剧烈氧化(燃烧)和缓慢氧化(燃烧条件及灭火)
    考点五、实验室制取与收集氧气装置(3种方案的实验)
    考点六、测定氧气含量的实验探究
    考点七、氧气相关的计算题
    习 题 集 训

    考点一、空气成分及作用
    1.(2019·衢州)1784年,科学家卡文迪什演示了“人工空气”的燃烧,发现燃烧产物只有水。据此判断“人工空气”是( A )
    A.氢气 B.氮气
    C.二氧化碳 D.氧气
    2.(2019·山西)中国对大深度载人潜水器“蛟龙号”的研制取得了世界瞩目的成绩,实现了我国挺进深蓝的宏伟目标,乘蛟龙号下潜的科研人员,他们的呼吸环境必须注意调节的是( B )
    A.O2和H2O的含量 B.O2和N2的含量
    C.O2和H2的含量 D.O2和CO2的含量
    3.(2019中考)某科学家除去空气中的O2与CO2得N2样品,并在相同条件下比较等体积的样品质量(m1)与纯N2质量(m2),重复多次,结果均为m1>m2。样品中含哪种气体可解释该结果( B )
    A.氖气 B.氩气 C.甲烷 D.水蒸气

    考点二、氧气的物理与化学性质,及用途
    1.下列有关物质的性质及相关用途的叙述,正确的是(D)
    ①氧气易溶于水,使得鱼能在水中生存
    ②氮气的化学性质不活泼,可用作粮食和食品仓库的保护气
    ③氧气能支持燃烧,所以可用作火箭的高能燃料
    ④由于稀有气体有惰性,所以常用作保护气
    A.①②③ B.①②④ C.①③ D.②④
    2.医院给病人输氧气时用到类似如图所示的装置,下列说法不正确的是(C)
    A.使用该装置可观测是否有氧气输出
    B.使用该装置可观测氧气输出的速度
    C.b导管连接供给氧气的钢瓶
    D.b导管连接病人吸氧气的塑料管

    3.某同学在实验室用以下装置制备氧气并探究氧气的性质。

    (1)该同学制备氧气时应选用的药品是__________(限选:H2O溶液、MnO2、KMnO4),生成氧气的文字表达式为______________________________________。
    (2)下列制取和收集氧气的操作错误的是________(填字母)。
    A.将药品用纸槽装入试管中
    B.将导管口伸入盛满水的集气瓶里,然后加热,立即收集氧气
    C.等到气泡连续且均匀放出时,再将导管口移人集气瓶
    D.待集气瓶充满氧气,在水下盖好玻璃片后,再移出水面
    E.收集完成后,先把导管移出水面,再熄灭酒精灯
    F.收集完成后,先熄灭酒精灯,再将导管移出水面
    (3)收集完成后,该同学发现水槽中的水变成浅紫红色,产生该现象的原因可能是________________。
    (4)该同学用燃烧匙放少量红磷,加热直到红磷燃烧,把盛有燃着的红磷的燃烧匙伸进充满氧气的集气瓶里,观察红磷在氧气中燃烧的现象是_________________________,红磷分别在空气里和氧气里燃烧的现象不同,说明燃烧反应的剧烈程度与________有关。
    【答案】(1) KMn04 高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气
    (2)BF
    (3)试管口没有放一团棉花,导致高锰酸钾粉末沿导气管进入水槽
    (4)比在空气中燃烧更剧烈,产生浓厚白烟 氧气的浓度
    【解析】(1)题图中发生装置适用于加热固体制取氧气,因此选择的药品是高锰酸钾。(2)装置中存在一定量的空气,因此必须在加热一段时间后,导管口有气泡连续且均匀冒出时,才能将导管口移入集气瓶收集氧气,B项错误;收集满氧气后,必须先将导管移出水面,再熄灭酒精灯,防止因先熄灭酒精灯而导致试管中的气压变小,水槽中的水倒吸入试管,使试管炸裂,F项错误。(3)加热高锰酸钾制取氧气时,应在试管口放一团棉花,以防高锰酸钾粉末随导管进入水槽。(4)红磷在氧气中燃烧比在空气中燃烧更剧烈,产生浓厚白烟,这是因为氧气的浓度越高,物质的燃烧越剧烈。
    4. 氧气是一种化学性质比较活泼的气体,它可以和许多物质发生反应:

    (1)上述三个反应的相同点是 (多选,填序号)。
    A.都是化合反应 B.都是氧化反应 C.生成物都是固体
    D.都需要点燃 E. 都是非金属与氧气反应 F.都伴随有发光、放热的现象
    (2)在做甲、丙两个实验时,事先都需在集气瓶底部装有少量水,其作用分别是:甲 ,丙 。
    (3)做实验乙和丙时,红磷、硫在氧气中燃烧比在空气中燃烧剧烈;做实验甲时,铁丝在氧气中剧烈燃烧,而在空气中只是发红并未燃烧。据此,说明可燃物能否燃烧或燃烧的剧烈程度与 有关。
    (4)将装置乙改装为如图丁所示装置还可用于测定空气中氧气的体积分数:经测定,集气瓶的容积为250mL,在此实验中,观察到量筒中减少的水的体积为50mL,则空气中氧气的体积分数为 ,在保证整个装置不漏气的前提下,所用红磷的量必须 ,如果未冷却到室温便打开弹簧夹观察量筒内减少的水的体积,则实验结果将 (填“偏大”、“偏小”或“不变”)。实验完毕后,集气瓶内残余的气体主要是 (填化学符号)。如果将上述实验中的红磷换成木炭,严格按操作步骤进行实验,并未发现倒吸现象,其原因是 ,若将量筒中的水换成 ,可以达到理想的效果。反思此实验的探究过程,用燃烧法测定空气中氧气含量的实验时,在药品的选择或生成物的要求上应考虑的是(答一条) 。
    【答案】(1)A、B、D、F (2)防止生成物溅落后,炸裂瓶底 吸收生成的气体,避免污染空气
    (3)氧气的浓度
    (4)20% 足量 偏小 N2 木炭燃烧消耗氧气,同时生成二氧化碳,瓶内气体体积无明显减小   氢氧化钠溶液 药品与氧气反应生成物最好是固体

    考点三、物质在空气与氧气中反应及燃烧的现象(铁、硫、碳等)
    1.(2019·咸宁)下列有关实验现象描述正确的是( A )
    A.硫在氧气中燃烧发出蓝紫色火焰
    B.红磷在空气中燃烧产生白色烟雾
    C.向稀硫酸中滴加石蕊试液后,溶液由紫色变成蓝色
    D.将铁丝伸入盛有氧气的集气瓶中,铁丝剧烈燃烧
    2.(2019·宜昌)如图是硫在空气和氧气中燃烧的实验。下列说法不正确的是( D )

    A.氧气含量越多硫燃烧越剧烈
    B.硫在氧气中燃烧发出蓝紫色火焰
    C.瓶底的水可以吸收生成的有害气体
    D.硫在空气和氧气中燃烧的生成物不同
    3.下列有关物质燃烧现象的叙述中,正确的是 ( B )
    A.铁丝在氧气中燃烧:火星四射,生成红色固体
    B.硫粉在空气中燃烧:产生淡蓝色火焰,生成一种具有刺激性气味的气体
    C.镁条在空气中燃烧:发出耀眼的白光,只生成一种黑色固体
    D.红磷在空气中燃烧:发出白光,生成大量的白色烟雾
    铁在氧气中燃烧生成的是黑色固体,A项错误;硫粉在空气中燃烧,产生淡蓝色火焰,生成一种具有刺激性气味的气体,B项正确;镁条在空气中燃烧能生成一种白色固体,C项错误;红磷在空气中燃烧产生白烟,D项错误。
    4.如图所示,加热烧瓶中的水使之沸腾,水蒸气从铜管喷出,把火柴靠近管口B处,火柴被加热,迅速移开火柴,火柴开始燃烧。下列说法错误的是( D )

    A.该实验说明火柴的着火点不超过100℃
    B.B处水蒸气的作用是使火柴温度达到着火点
    C.火柴移离水蒸气,与氧气充分接触,从而燃烧
    D.水沸腾后,水分子的间隔、质量和体积都增大

    考点四、剧烈氧化(燃烧)和缓慢氧化(燃烧条件及灭火)
    1.(2019·本溪)下列有关燃烧与灭火的说法正确的是( B )
    A.通过降低可燃物的着火点可以灭火
    B.面粉厂、加油站等场所应严禁烟火
    C.室内起火应迅速打开所有门窗通风
    D.吹灭燃着的蜡烛的灭火原理是隔绝氧气
    2.(2019·邵阳)2019年3月30日,四川省凉山州木里县境内发生森林火灾,当地政府迅速组织人员展开扑救工作。扑灭森林火灾的有效方法之一,是将大火蔓延路线前的一片树木砍掉,形成隔离带。该方法利用的灭火原理是( D )
    A.隔绝空气或氧气
    B.降低可燃物的着火点
    C.降低温度至着火点以下
    D.清除可燃物或使可燃物与其他物品隔离
    3.(2019·北京)用如图装置进行实验。升温至60℃的过程中,仅①燃烧;继续升温至260℃的过程中,仅③燃烧。下列分析不正确的是( D )
    A.①燃烧,说明白磷是可燃物
    B.对比①③,可说明红磷的着火点比白磷的高
    C.对比②③,可验证燃烧需可燃物与氧气接触
    D.④未燃烧,说明无烟煤不是可燃物

    4.(2019·淮安)“化学链燃烧”技术是目前能源领域研究的热点之一。氧化镍(NiO)作载氧体的“化学链燃烧”过程如图所示:

    相比直接燃烧甲烷,对该技术的评价错误的是( C )
    A.能量损耗少、利用率高
    B.较安全,减少爆炸风险
    C.消耗等质量甲烷,参加反应氧气较少
    D.有利于分离和回收较纯净的二氧化碳
    5.依据如图进行实验(夹持仪器略去).实验过程:①通入N2,点燃酒精灯,一段时间后,a、b中均无明显现象;②熄灭酒精灯,立即改通O2,a中无明显现象,b中红磷燃烧,下列有关该实验的说法不正确的是( D )
    A.实验过程①中,能说明N2不支持燃烧
    B.实验过程①中,将氮气换为二氧化碳也能得出燃烧的有关条件
    C.实验过程②中,红磷燃烧时产生大量白烟
    D.实验过程②中,能说明可燃物燃烧的条件之一是与氧气接触

    6.(2018·台州)19世纪初,电灯尚未发明,煤矿工人在矿井中只能借助煤油灯照明。矿井中通常存在大量的甲烷气体,遇火极易发生爆炸。1815年,化学家戴维设计出一种安全矿灯——戴维灯(如图)。采用一种网眼很小的普通金属网罩住火焰,火焰只会在网中燃烧而不会引燃外界的甲烷气体。
    (1)甲烷与空气混合,遇火易发生爆炸是因为甲烷燃烧释放大量的__________________。
    (2)用戴维灯照明,不会引燃矿井中的甲烷,原因是___________________________。

    【答案】(1)热量(或“热”) (2)金属网可以把火焰的热量迅速传递出去,矿井中甲烷气体的温度达不到着火点

    7.(2019·湖州)普通火柴的火柴头中含有可燃物、摩擦剂及氯酸钾和二氧化锰的混合物(氯酸钾和二氧化锰的混合物可提供助燃剂),火柴头在火柴皮上摩擦产生的热使可燃物燃烧放热,让氯酸钾快速分解产生助燃剂,使火柴头猛烈燃烧,从而引燃火柴梗。
    (1)火柴头和火柴梗燃烧是因为温度达到了它们各自的_____________。
    (2)写出快速产生助燃剂的化学反应方程式:____________________________。
    【答案】(1)着火点 (2)2KClO32KCl+3O2↑
    8.利用如图装置进行下列实验.已知:白磷的着火点为40℃.

    实验1:I.将盛有足量锌粒的燃烧匙伸入瓶中,塞紧瓶塞;
    II.打开K,从长颈漏斗向瓶内加入稀盐酸,至浸没锌粒;
    III.当瓶中产生大量气泡时,关闭K;
    实验2:I.将盛有白磷的燃烧匙伸入瓶中,塞紧瓶塞;
    II.打开K,从长颈漏斗向瓶内加入约80℃的热水,至浸没白磷;
    III.从a口向瓶中鼓入空气,使瓶中液面低于燃烧匙底部,关闭K;
    (1)连接仪器后,关闭K,加水至长颈漏斗内液面高于瓶中液面.一段时间后,液面高度保持不变,该现象说明________.
    (2)实验1中,瓶内发生反应的化学方程式为________;步骤III中,关闭K后的现象是________.
    (3)实验2中,仅对比步骤II和III可知,欲探究的燃烧条件是________.
    【答案】(1)装置的气密性好
    (2)Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑;内液面逐步缓缓下降,长颈漏斗中的液面上升,反应会因为瓶中液面过低而停止
    (3)燃烧需要氧气

    9.(2018·绍兴、义乌)油锅着火能用水扑灭吗?某科普类节目曾演示过一个模拟实验:将锅中的油加热到燃烧后,身穿防护服的消防员将一瓶水倒入油锅中,在水倒进锅里的一瞬间,热油飞溅,巨大的火苗蹿起一米多高,请用所学的知识加以解释。

    【答案】(1)燃烧的条件;(2)水的密度比油大,水加入后,会沉在油的下方,起不到隔绝氧气作用;(3)油锅的温度很高,水加进去之后容易汽化,水汽化过程将油滴带出,增加油与氧气的接触面积,使燃烧更剧烈。 示例:可燃物燃烧必须具备两个条件:一是与助燃剂(氧气)充分接触,二是温度达到着火点。当水倒入燃烧的油锅时,因为水的密度比油大,水无法覆盖在油的表面,起不到隔绝氧气的作用。油浮在水面上继续燃烧,在高温下,水迅速汽化过程中携带着油滴冲出油锅,大量的油滴与空气(氧气)充分接触,引发更剧烈地燃烧,产生大量的热。

    考点五、实验室制取与收集氧气装置(3种方案的实验)
    1.(2018·嘉兴、舟山)15%的H2O2溶液在二氧化锰催化作用下会剧烈反应产生O2。实验室欲利用15%的H2O2溶液制取O2,则下列装置中,仪器选择和药品放置最合理的是( D )

    2.(2019·江西)下列加热高锰酸钾制取氧气的部分操作示意图中,正确的是( A )

    3.(2019·永州)在进行实验室制取和收集O2的过程中,有关做法不正确的是( C )

    A.选择装置①或②作为O2的发生装置
    B.选择装置③或④作为O2的收集装置
    C.装置④有气泡冒出时立即收集气体
    D.将装置①中的长颈漏斗下端管口插入液面以下
    4.(2018·武汉)某化学兴趣小组用如图所示的装置来制取干燥的氧气,并测定H2O2溶液中溶质的质量分数。装置气密性良好,图Ⅰ中的锥形瓶内盛有质量为m的H2O2溶液,燃烧匙内装有二氧化锰,燃烧匙可以上下移动,干燥管内装有足量碱石灰(CaO和NaOH的混合物)。下列说法正确的是( B )

    A.将装置Ⅰ分别与装置Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、V连接,均能达到实验目的
    B.称量装置Ⅰ反应前及完全反应冷却后的质量,可计算出H2O2溶液中溶质的质量分数
    C.若用装置Ⅳ收集氧气,可将带火星的木条放置在b导管口处验满
    D.若用装置Ⅴ测量生成氧气的体积,集气瓶上方原有的空气会使测量结果偏大
    5.(2019·衢州)如图为小科与妈妈在牛排馆用餐的对话:

    小科叙述中的“?”可能是( C )
    A.加热还原氧化铜反应时通入足量氢气
    B.二氧化碳溶于水后加入紫色石蕊试液
    C.加热氯酸钾制取氧气时加入二氧化锰
    D.将氧化钙转化成氢氧化钙时要加入水
    6.(2019·重庆)某同学误将少量KMnO4当成MnO2加入KClO3中进行加热制取氧气,部分物质质量随时间变化如图所示。

    下列关于该过程的说法正确的是( C )
    A.c代表氧气
    B.t2时刻,O2开始产生
    C.t1时刻,KMnO4开始分解
    D.起催化作用的物质的质量一直保持不变
    7.已知FeCl3也可以催化H2O2的分解,现向一定量的H2O2溶液中滴入几滴一定溶质质量分数的FeCl3溶液,充分反应(忽略水的挥发)。下列图像正确的是( B )

    8.为探究催化剂对双氧水(H2O2)分解的催化效果,某研究小组做了如下实验。

    实验一:图中的实验能否证明MnO2是双氧水分解反应的催化剂,并说明理由。_____________
    ________________________________________________________________________。
    实验二:数据记录表
    1% H2O2溶液(mL)
    50
    50
    50
    加入MnO2的质量(g)
    0.1
    0.2
    0.4
    测量40秒末得到O2体积(mL)



    实验二:从表格的设计可以看出,该实验的目的是________________________。
    【答案】不能,虽然能改变反应速度,但无法判断MnO2在反应前后质量和化学性质有无改变 探究二氧化锰质量对双氧水(过氧化氢)分解的催化效果的影响

    9.(2018·衢州)小柯为了研究用向上排空气法和排水法收集的氧气浓度是否有差异,做了如下实验:加热高锰酸钾固体,分别用两种方法各收集三瓶氧气,并使用传感器测定收集到的氧气浓度,数据见表。
    收集方法
    向上排空气法
    排水法
    氧气浓度(%)
    79.6
    79.7
    79.9
    90.0
    89.8
    89.3
    氧气平均浓度(%)
    79.7
    89.7
    (1)小柯用向上排空气法收集氧气时,以能使放置在集气瓶瓶口的带火星木条复燃为氧气集满的标准;用排水法收集氧气时,以观察到___________________________为氧气集满的标准。
    (2)以上两种方法中,______________法收集到的氧气更纯净。
    (3)向上排空气法收集到的氧气浓度只有80%左右的原因有______________。
    A.氧气的密度略大于空气的密度
    B.加热高锰酸钾固体产生氧气的浓度只有80%左右
    C.当观察到带火星木条复燃时,集气瓶内还有空气
    D.当氧气进入集气瓶时,瓶内空气与进入的氧气相互扩散
    【答案】(1)当气泡从瓶口冒出时或观察到瓶中水排尽时 (2)排水 (3)ACD

    10.资料显示,将新制的溶质质量分数为5%的H2O2溶液,加热到80℃时,才有较多氧气产生。而相同质量5%的H2O2溶液加入催化剂,常温下就会立即产生氧气,反应速度快、所需时间短。

    (1)小晨按图甲装置进行实验,当试管中有大量气泡出现时,伸入带火星的木条,木条并未复燃。为此,他利用图乙装置收集气体,再用带火星的木条检验,木条复燃。那么图甲实验中带火星木条未复燃的原因是______________________________。
    (2)小柯利用催化剂使H2O2溶液分解制取氧气,图丙是他设计的气体发生装置,请你指出一处错误:___________________________。
    (3)采用相同质量5%的H2O2溶液,图丁虚线表示加热分解制取氧气的曲线,请你在该图中用实线画出利用催化剂制取氧气的大致曲线。(假定两种方法H2O2均完全分解)
    【答案】(1)加热过氧化氢溶液的同时,溶液中的水蒸气随氧气一起逸出,环境湿度较大,氧气的量较少 (2)长颈漏斗的下端未伸入液面以下,生成的气体会从长颈漏斗中逸出
    (3)如图

    考点六、测定氧气含量的实验探究
    1.小明为测定空气里氧气的含量,设计了如图所示的实验装置。“金属梯”的每一步的凹处放置一颗用滤纸吸干水后的白磷,用放大镜会聚太阳光于靠近水面的一步“金属梯”处的白磷上。下列说法错误的是( C )
    A.该实验能观察到管内有白烟生成
    B.该实验创新使实验的精确度更高,更环保
    C.对白磷吸水后的滤纸直接扔垃圾桶
    D.该实验一开始观察到试管内液面下降,然后上升

    2.(2018·北京)用如图装置进行实验。下列现象能证明空气中O2的含量的是( C )
    A.红磷燃烧,产生白烟
    B.瓶中液面先下降,后上升
    C.瓶中液面最终上升至1处
    D.水槽中液面下降

    3.小东通过查阅资料,根据铁在空气中生锈的原理,设计了如图所示的实验装置,来测定空气中氧气含量(装置中的饱和食盐水、活性炭会加速铁生锈)。已知广口瓶的有效容积为242mL,实验8分钟后打开止水夹,水从烧杯流入广口瓶中的体积为48mL。下列说法错误的是( A )

    A.该实验的不足之处在于实验前广口瓶底未放少量水
    B.通过分析本次实验数据,可知空气中氧气的体积分数约为19.8%
    C.若实验药品充足,时间足够长,可十分接近拉瓦锡实验的结果
    D.此实验可有效解决拉瓦锡实验中的汞污染问题
    4.(2018·无锡)化学革命是发生在十八世纪末英国和法国的一场深刻的化学学科的变革。英国物理学家、化学家波义耳和法国化学家拉瓦锡曾做过貌似相同的两个实验(见图)。关于这两个实验的说法正确的是( D )

    A.两个实验都可用于测定空气中氧气的含量
    B.两个实验中,曲颈甑内汞的表面都变为黑色
    C.波义耳的实验中,金属加热后质量增加,该现象不能用质量守恒定律解释
    D.拉瓦锡的实验中,玻璃钟罩内液面逐渐上升,达到一定高度后不再变化
    5.图1所示装置可用于测定空气中氧气的含量,其中与集气瓶相连的压强传感器等电子设备能将集气瓶内气体压强精确地记录并保存下来。图2、图3是用该装置测得的红磷和木炭分别在集气瓶中燃烧的压强-时间关系图(该装置气密性良好,p0是集气瓶内初始气压,p和p′分别是反应结束后恢复到室温时集气瓶内的气压)。下列说法正确的是( B )

    A.燃烧匙内所装红磷或木炭的多少对实验结果无影响
    B.反应开始时集气瓶中压强瞬间变大是由燃烧放热造成的
    C.p=0.79p0,p′=p0是因为红磷的着火点比木炭低
    D.由图3可推出空气中氧气的含量
    6.(2018·陕西)实验是学习和研究化学的重要方法。回答问题:

    (1)图一装置可测定空气中氧气的含量,实验过程中需反复推拉两端注射器的活塞,目的是__________。
    (2)若要制取并收集大量较纯净的氧气,可从图二中选择的装置组合是________(填字母),写出发生反应的化学方程式:__________________________。
    (3)若要回收反应后溶液中剩余的固体,需要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和________。
    【答案】(1)使装置中的氧气充分反应 (2)BD 2H2O22H2O+O2↑ (3)漏斗
    7.某同学做了如图1、图2所示实验(装置不漏气,白磷达40℃燃烧)。

    (1)写出图1的A中试管内发生反应的现象____________________________________。
    (2)待试管冷却至室温,在水中取下胶塞,试管中液面上升(如图1 B所示)。请用理化知识解释试管中液面上升的原因:____________________________________________。
    (3)通过图1所示实验,你可得出的结论是__________________________________。
    (4)用图2实验测定空气中氧气含量低于的原因可能有______、______(不考虑白磷及胶塞占试管的容积)。
    (5)写出用图1所示装置比用图2所示装置完成空气中氧气含量测定的一个优点:_________________。
    【答案】(1)白磷剧烈燃烧,产生大量的白烟,放出大量的热
    (2)试管内气体减少,气压减小
    (3)氧气约占空气体积的
    (4)装置漏气 红磷量不足(答案 合理即可)
    (5)避免了由于伸入燃烧匙时空气逸出对实验结果的影响(答案 合理即可)
    【解析】(1)A中试管内的白磷剧烈燃烧,产生大量的白烟,放出大量的热。(2)由于白磷燃烧消耗了试管中的氧气,导致试管内气体减少,气体压强减小,因此待试管冷却至室温,在水中取下胶塞后,试管中液面上升。(3)由进入试管中水的体积约占试管总体积的,可得出氧气约占空气体积的的结论。(4)若装置漏气,装置冷却时会因装置内气压减小而使外界空气进入,可能导致进入集气瓶中水的量偏少;若红磷量不足,会导致密闭装置中的氧气不能够被完全消耗,也会导致进入装置中水的量偏少,以上原因都会导致测得空气中氧气含量低于。

    8.(2018·湖州)某科学兴趣小组对“测定空气中氧气含量”的实验进行了改进:将数显设备、气体压强传感器和空气中氧气含量测量装置按如图连接。装置气密性良好,调节右边敞口容器和集气瓶里的水面相平,此时集气瓶内气体的体积为V1。关闭活塞,点燃燃烧匙内的红磷,立即塞紧瓶塞,待火焰熄灭后,过一段时间打开活塞,观察到集气瓶中的水位上升。待集气瓶内的水面不再上升时,集气瓶内的气体体积为V2。然后向右边容器内加入一定量的水至两边水面再次相平,此时集气瓶内的气体体积为V3。在点燃红磷至打开活塞这一过程中,观察到数显设备显示集气瓶内的气体压强先上升后下降,再趋于稳定。

    请回答:
    (1)数显设备显示,开始一段时间集气瓶内气体压强上升,这是因为温度升高导致的气压变化量_____________(填“大于”、“等于”或“小于”)氧气量减少导致的气压变化量。
    (2)基于数显设备显示的气压变化,“过一段时间打开活塞”中的“一段时间”指的是火焰熄灭后到______________所经历的时间。
    (3)在整个实验过程中,集气瓶中减少的氧气体积为______________(填“V1-V2”、“V1-V3”或“V2-V3”)。
    【答案】(1)大于 (2)装置冷却至室温 (3)V1-V3

    9.空气中氧气含量测定的再认识。
    【实验回顾】图是实验室用红磷燃烧来粗略测定空气中氧气含量的装置。
    (1) 写出红磷燃烧的化学方程式 。
    (2) 实验原理:由于红磷燃烧消耗空气中的氧气,使瓶内__________减小,烧杯中水倒吸到集气瓶。若装置的气密性良好,操作规范,用量筒测量进入瓶中水的体积,能粗略测得空气中氧气的含量。
    【问题提出】有实验资料表明:燃烧过程中当氧气体积分数低于7% 时,红磷就无法继续燃烧,因此通过上述实验,测置结果与理论值误差较大。
    【实验改进】
    Ⅰ.铁生锈原理:铁与氧气、水作用生成铁锈。根据铁在空气中生锈的原理设计图10实验装置,再次测定空气中氧气含量。装置中饱和食盐水、活性炭会加速铁生锈。

    Ⅱ.测得实验数据如表4
    【交流表达】
    (1)铁生锈过程发生复杂的化学反应,首先是铁与氧气、水反应生成氢氧化亚铁
    写出该反应的文字表达式__________ _______________________________。
    (2)根据表4数据计算,改进实验后测得的空气中氧气的体积分数是________(计算结果精确到0.1%)。
    测量项目
    实验前
    实验后
    烧杯中水的体积
    烧杯中剩余水的体积
    集气瓶(扣除内容物)和导管的容积
    体积/ml
    80.0
    54.5
    126.0
    (3) 从实验原理角度分析,改进后的实验结果比前者准确度更高的原因是:
    ①____________________________________________________;
    ②____________________________________________________。
    【答案】【实验回顾】⑴ 略 ⑵ 气压
    【交流表达】⑴ 铁+氧气+水→ 氢氧化亚铁 ⑵ 20.2%
    ⑶ ① 能使集气瓶中的氧气消耗更彻底。② 测量时考虑到导管容积和扣除内容物后的集气瓶容积。

    10.(2018·温州)二氧化锰和过氧化氢酶均能催化过氧化氢分解制取氧气。为比较两者的催化能力,小明按图甲所示装置进行了如下实验。

    ①取1.5毫克过氧化氢酶和8毫升蒸馏水加入容器中,搅拌后塞紧橡皮塞。
    ②用注射器A从容器中抽出2毫升气体,用注射器B将2毫升H2O2溶液注入容器中,采集数据。直至反应结束。
    ③用3.1毫克、5.6毫克过氧化氢酶及1.5毫克、5.6毫克、10.7毫克二氧化锰重复上述实验,获取数据如图乙。
    (1)步骤②将注射器B中的2mL H2O2溶液全部注入容器前,用注射器A先从容器中抽出2毫升气体,其目的是________________________________________________。
    (2)小明分析相关数据,得出“过氧化氢酶对过氧化氢的催化能力比二氧化锰强”这一结论,其依据是_________________________________________________________。
    (3)查阅资料得知:过氧化氢分解为放热反应。小明推测:过氧化氢酶质量过大,可能导致实验过程中过氧化氢分解突然变慢。请说明其理由:__________________________________。
    【答案】(1)调整密闭容器内的压强,使得测定结果更准确
    (2)在相同时间内,加入过氧化氢酶的容器内压强更大 (3)过氧化氢酶质量过大,可能导致反应过快,过氧化氢酶的活性受热后降低,所以催化效果减弱,反应速率突然变慢

    11.(2019·衢州)1674年,英国化学家约翰·梅猷为测定空气中的氧气含量开展如下实验(装置如图甲)。

    Ⅰ.将一根长度等于玻璃钟罩最宽部分直径的铁棒横放在钟罩里,把装有稀硝酸的陶罐通过铁钩挂在铁棒上,用绳索将小铁块悬挂在陶罐的正上方(铁块的升降通过在钟罩外拉动或放松绳索来实现)。
    Ⅱ.调整水槽中初始水位如图乙,再使铁块浸入稀硝酸中,观察到铁块表面迅速产生大量气泡,钟罩内水面下降。[稀硝酸有强氧化性,能与铁发生如下反应:4HNO3+Fe===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O]
    Ⅲ.当水位降至接近钟罩口时(如图丙),立即取出铁块,以防气体外逸。
    Ⅳ.等待一段时间后,水面稳定在如图丁的位置。(一氧化氮会与氧气等物质发生如下反应:4NO+3O2+2?===4HNO3)
    分析与评价:
    (1)步骤Ⅳ中的“?”处应填________。
    (2)从图丙到图丁过程中,钟罩内水位上升的原因是_______________。(忽略温度变化的影响)
    (3)小科重复了上述实验,虽实验时装置气密性良好,且钟罩内液面上方气体体积均能精确测量(即测定气体体积的误差忽略不计),但经过多次实验测定,发现每次测得空气的含氧量都小于,原因是___________________________________________________。
    【答案】(1)H2O (2)一氧化氮与氧气参加了反应,气体减少,使钟罩内气压减小,外界大气压大于钟罩内气压,水被压入钟罩,导致钟罩内水位上升 (3)实验中较难控制铁与稀硝酸反应生成的一氧化氮恰好与装置中的氧气完全反应,无论是一氧化氮过量还是氧气过量,均会使测定的结果偏小

    12.某研究性学习小组设计了如图2所示的装置,探究空气中氧气的体积分数,其中A是底面积为50 cm3、高20cm的圆筒状玻璃容器(带密封盖),上面标有以cm为单位的刻度。B是带刻度的敞口玻璃管(其他辅助装置略)。他们的操作过程如下:

    a.检查装置的气密性;
    b.加入水并调整B的高度.使A中的液面至刻度15 cm处;
    c.将过量的铜粉平铺在惰性电热板上。盖紧密封盖;
    d.通电加热铜粉,待充分反应后.冷却到原来的状况,调整B的高度使容器A、B中的液面保持水平,记录液面刻度。(注:A容器内固态物质所占的体积忽略不计)
    (1)在操作a中检查装置气密性的方法是_____________________________。
    (2)在上述实验中,下列物质不能代替铜粉的是____________ (填字母)。
    A.红磷 B.木炭 C.铁粉
    (3)往操作d结束时,装置A 中液面的刻度约为___________cm(填整数)。如果在操作d结束时,装置A中液面刻度在11cm处.则实验结果比理论值_________ (填“偏大”或“偏小”)。
    (4)该小组中有同学提出,用木炭代替铜粉也能测定空气中氧气的体积分数.只要将水换成一种溶液,则该溶液是_____________ ,其原因是(用化学方程式表示) ____________________________。
    【答案】往B中加水,使A、B液面保持水平,盖紧A的密封盖,再向B中加水,使B中的液面高于A,一段时间后B中液面不下降,则气密性好。(或往B中加水,使A、B液面保持水平,盖紧A的密封盖,在用手捂住A的外壁,B中液面上升,则气密性好。
    B (C中的铁粉因接触面积变大,在加热情况下会与氧气反应) 12 偏大
    NaOH 2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O

    13.(2019·福建)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________________________________________。
    【答案】(1)产生了大量的白烟 氧气被消耗,集气瓶内气体压强小于大气压 (2)装置的气密性要良好 (3)实验2 反应后,实验1集气瓶内剩余氧气的体积分数是8.6%,实验2集气瓶内氧气几乎要耗尽 (4)能够和氧气反应,生成物不影响测定结果 (5)2NaOH+CO2===Na2CO3+H2O (6)用冰水冷却集气瓶,打开K

    考点七、氧气相关的计算题
    1.某学习小组在实验室中用加热KClO3和MnO2混合物的方法制取O2,反应过程中固体质量变化如图所示,请计算。
    (1)制取O2的质量是________g。
    (2)原混合物中KClO3的质量分数。(写出计算过程,计算结果精确到0.1%)

    【答案】(1)19.2 (2)原混合物中KClO3的质量分数是81.7%

    2.实验室制取氧气所用的氯酸钾通常含一定量的杂质.小明同学称取6.00g样品与2.00g二氧化锰混合,加热使其完全反应,冷却至室温.将剩余固体与17.02g水充分溶解,过滤,得到的不饱和溶液中溶质的质量分数为14.9%. 若不考虑实验中药品的损耗,氯酸钾样品中的杂质不参与反应,也不溶于水.请回答下列问题.(结果精确到0.01g)
    (1)要完全回收反应生成的氯化钾,还需进行的操作是      ,可回收氯化钾的质量为    ;
    (2)计算样品中氯酸钾的质量是多少?(可能用到的相对原子质量:O﹣16;Cl﹣35.5)
    【答案】蒸发; 2.98g;

    3.某兴趣小组为测定实验室中一瓶久置的过氧化氢溶液中溶质的质量分数,实验测得相关数据如下图:

    (1)剩余的混合物中二氧化锰的质量为      g,反应生成氧气的质量为      g.
    (2)计算该过氧化氢溶液中溶质质量分数.
    (3)实验表明硫酸铜溶液在该反应中也能起到二氧化锰的作用.若用5.6g无水硫酸铜代替二氧化锰进行本实验,计算剩余的溶液中溶质的质量分数.(硫酸铜全部溶于水,计算时保留到0.1%)
    【答案】1.0; 1.6;

    4.实验室购买了一批双氧水(H2O2)溶液,某兴趣小组的同学要测定其质量分数,他们设计了如图所示的装置,其实验的操作步骤如下:

    ①组装仪器,并检查气密性;
    ②在A、B、C三个仪器中装入药品,其中双氧水溶液质量为50g;
    ③用电子秤称量出整套装置的总质量为498.6g;
    ④关闭a处止水夹,打开A仪器的阀门,向锥形瓶中加入全部的双氧水溶液,随即关闭A仪器的阀门;
    ⑤充分反应后,打开a处止水夹,向装置中持续缓慢地鼓入X气体。
    ⑥第二次称量整套装置的质量为497g;
    (1)本实验采用的装置中,A仪器的名称是______________。
    (2)为尽可能减少测量误差,请结合测量原理判断,操作⑤鼓入的X气体是________。
    A.氮气
    B.经干燥处理的空气
    C.除去氧气后的空气
    (3)根据题意,计算双氧水溶液中溶质的质量分数,写出计算过程。
    【答案】(1)分液漏斗 (2)B (3)生成氧气的质量为:498.6g-497g=1.6g,
    2H2O22H2O+O2↑
    68 32
    x 1.6g
    =,x=3.4g,该双氧水溶液中溶质的质量分数为:×100%=6.8%。
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