测定空气中氧气的体积分数 探究汇总

测定空气中氧气体积分数
蚕豆剥皮机实验原理:红磷燃烧消耗氧气,瓶内气压减小,被压入水的体积等于瓶内氧气的体积
实验装置:A--集气瓶
          B--导管
          C--燃烧匙
          D--止水夹                                                       
点燃
实验现象:红磷燃烧,产生浓厚的白烟,打开止水夹,水从烧杯倒吸如集气瓶,进入水的体积约占瓶容积的1/5 
化学反应方程式:4P+5O2==2P2O5
现象解释:红磷在密闭容器内充分燃烧,消耗瓶内氧气,生成五氧化二磷固体,使集气瓶内气压减小,小于外界大气压,所以大气压将烧杯中的水压入集气瓶中。进入集气瓶中的水的体积就等于消耗的氧气的体积。
实验要求:红磷足量(充分消耗瓶内氧气);冷却至室温后再打开止水夹;集气瓶底预留适量的水,吸收热量,溶解五氧化二磷;燃烧物质的选择--消耗氧气,同时不能产生新的气体(不可以用木炭代替)
特别注意:蜡烛燃烧产生二氧化碳气体,常温下二氧化碳仅微溶于水,且溶解速度比较慢,因此一般不用蜡烛燃烧测定氧气的体积分数。但若能吸收二氧化碳,此法也不失为一种简便的方法。而且蜡烛易燃烧,取材方便。
误差分析:
实验发现测定的氧气体积分数小于1/5分析原因:
装置的气密性不好,可能漏气。
红磷的量不足,没有充分消耗氧气。
没有将点燃的红磷迅速伸入集气瓶并塞紧瓶塞。
未等瓶内的气体冷却就打开夹子
实验发现测定的氧气体积分数大于1/5分析原因:。
燃烧匙插入太慢,导致空气受热膨胀逸出
止水夹没有夹紧,红磷燃烧时空气从止水夹逸出
典型题目汇总:
1.第一小组同学共同设计了如下图的A、B两套装置.你认为合理的是(填编号)     
答案:A  氧气的密度比空气略大,燃烧匙伸入底部,能使氧气消耗更充分,测定更准确
测定空气中氧气的体积分数的还有如下方法:
2.用来测定空气成分的方法很多,下图所示的是小明用红磷在空气中燃烧的测定方法。实验
过程是:
第一步:将集气瓶容积划分为五等份,并做好相应的标记。
第二步:点燃燃烧匙内的红磷,伸入集气瓶中并把塞子塞紧。
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1/5。请回答下列问题:
1)上面的实验同时证明了氮气具有      的化学性质。
2)实验完毕,若进入集气瓶中水的体积不到总容积的
1/5,你认为导致这一结果的一种原因可能是     
3)某同学对实验进行反思后,提出了改进方法(如右图
所示 ),你认为改进后的一项优点是:             
(4)小组的同学做完实验后又尝试用木炭重新做了以上实验,发现水几乎没有进入集气瓶。经讨论,同学们一致认为如果事先在集气瓶内注入少量                  溶液来吸收气体,实验也能取得较好的效果
答案(1) 不能燃烧,也不支持燃烧 (2)装置漏气或红磷的量不足
3)装置始终密闭,空气没有溢出,实验结果准确  不需要加热,节约能源
(4)氢氧化钠或澄清的石灰水
3.某同学利用右上图装置测定空气中氧气的含量,红磷燃烧后恢复到室温,打开弹簧夹发现进入广口瓶的液体液面高度超过广口瓶容积的1/5。造成这一现象的原因可能是                       
A.实验前没有将弹簧夹夹紧        B.实验装置可能漏气
C.实验中所取的红磷过量        D.实验中所取的红磷不足
答案:A
4.在测定空气中氧气含量的实验中,小强采用了右图所示装置: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,该实验中反应的化学方
程式为2Cu+O2加热2CuO  同时缓慢推动两个注射器活塞,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。
(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)小强测得实验结果如下:
反应前注射器内气体总体积
反应后注射器内气体总体积
25mL
22mL
由此数据可以推算出他测定的空气中氧气的体积分数      2l(“>”库顶切换阀  “<”)
成该实验出现误差的原因可能是焊接熔深检测仪          (填序号)
没有交替缓缓推动两个注射器活塞;    读数时没有冷却至室温;
加入铜丝量太少;                    加入铜丝量太多
答案 (1)铜丝与氧气充分接触而反应  (2)<1  2  3
5.将等容积等质量(包括瓶塞、导管、燃烧匙)的两个集气瓶置于天平左右两盘,并调至平衡,然后分别放人等质量的白磷和木炭如右图,关闭ab,使二者充分燃烧后,冷至室温,此时打开弹簧夹ab
(1)打开弹簧夹ab时观察到的现象是(      )
A.甲中进水          B.乙中进水   
C.甲、乙二者都进水    D.甲、乙二者都不进水
(2)此时的天平(      )
A.处于平衡状态      B.偏向左       C.偏向右            D.无法确定
(3)若将甲、乙两瓶直接用一导管连接(撤掉水槽,其他条件不变),当白磷和木炭充分燃烧,并使两瓶恢复到原来的温度,此时的天平(    )
A.仍处于平衡状态    B.偏向右      C.偏向左    D.无法确定
答案 A  B(甲瓶内有水进入)  C(充分燃烧后,甲瓶内气压小于乙瓶,冷却气压相等时,甲瓶偏重)
6.研究性学习小组的同学为探究空气中氧气的体积分数,设计了如右图所示装置。请根据图示实验回答下列问题:
1)闭合电源开关,可以观察到白磷                         
2)装置冷却到室温时,可观察到U型管内左侧液面                     
3)通过这个实验得出的结论是                     
4)此实验还可推知反应后剩余气体的两点性质是:                       
5)评价优点:                               
答案:燃烧生成大量白烟        上升        空气中氧气体积分数为1\5        不溶于水、不能燃烧,也不支持燃烧 不与白磷反应      环保更加精确
7.选用实际容积为40mL的试管作反应容器,将过量的白磷放入试管,用橡皮塞塞紧试管口,通过导管与实际容积为60mL且润滑性很好的针筒注射器相连组成如下图的实验装置。假设此实验能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,请回答下列问题:
1)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                       
2)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                                   
3)如何检查气密性:                                         
答案(1)白磷燃烧,产生白烟,活塞前沿约在12ml的刻度线上
(2)白磷燃烧,产生白烟,活塞先向右移动,最终稳定在约8ml的刻度线上
(3) 实验前,打开弹簧夹,将注射器的活塞前沿从20 mL刻度处推至15mL刻度处,然后松手,若活塞仍能返回至20mL刻度处,则说明:装置的气密性良好
8.某校初三研究性学习小组为探究空气中氧气的体积分数,设计了如下图所示的装置,其中A是带刻度的容积为700mL的圆筒状玻璃反应器.B是敞口玻璃瓶.C是连通A,B的橡皮管.D是密封盖(其他辅助装置略).
氯甲酚他们的操作过程如下:
a检查装置的气密性;
b在B中加入水,并调整B的高度,使A中的液面至刻度500mL处;
c将一定量的白磷平铺在惰性电热板上,盖紧密封盖D;
纳米除臭装置
d通电加热白磷.待充分反应后,调整B的高度使容器A、B中的液面保持水平,记录A中气体体积为420mL (注:A容器内固态物质所占的体积忽略不计).
(1)当操作d结束时,装置A中液面的刻度约为420mL.本次实验测得氧气在空气中的体积分数为                   请你说出产生误差的一个原因                         
(2)测定空气中氧气的体积分数时,通常选用红磷或者白磷,而不用木炭.请你说说不用木炭的理由                                                                     
(3)该小组中有同学提出:如果用木炭代替白磷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                                                     
答案:  16%      白磷太少;未冷却到室温就读数等
木炭燃烧生成二氧化碳气体,不能保证被水完全吸收
氢氧化钠溶液或者其他碱溶液
9. 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,设计出了如右图所示的实验装置。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(其着火点是40),并在酒精灯上把玻璃

本文发布于:2024-09-22 15:25:53,感谢您对本站的认可!

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