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科学探究题 困难0.15 引用1 组卷724
有关空气组成的研究与发现对化学的发展做出了重要贡献。
Ⅰ拉瓦锡的研究:用加热汞的方法测定空气中氧气的含量。
如图1所示,拉瓦锡把少量的汞放在密闭的玻璃容器中连续加热12天后,发现有一部分银白色的液态汞变成红色粉末,容器内空气体积减少了约五分之一。收集汞表面生成的红色粉末(氧化汞),置于另一容器内强热得到了汞和氧气,且氧气的体积恰好等于原来密闭容器里所减少的空气体积。
   
(1)上述实验中,使用汞的优点有___________
A汞为液态,在加热的条件下只与氧气反应且生成物为固体
B时间足够长,能将密闭装置中的氧气几乎耗尽
C实验过程中没有污染
D生成的化合物加热分解又能得到汞和氧气
(2)继拉瓦锡研究后,英国科学家瑞利经多次实验发现:从空气分离得到的氮气密度总是略大于纯净氮气密度。造成这一差异主要与空气中的_______相关。
II兴趣小组A的实验:用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的含量,并用传感器记录集气瓶内氧气浓度随时间变化的情况,如图3所示。

【进行实验】
活动1:证明红磷熄灭后,氧气还有剩余
实验装置实验步骤现象结论
   I用高能激光笔照射匙中的红磷红磷燃烧,放出大量热,一段时间后熄灭,白磷始终不燃烧红磷熄灭后,氧气还有剩余
II冷却后,将装有白磷的燃烧匙提出水面,用高能激光笔照射白磷_____

【解释与结论】
(1)红磷燃烧的符号表达式为__________
(2)步骤中白磷的现象是_________
(3)实验中气球的作用是_________
活动2:探究影响剩余氧气浓度的因素用如图2装置进行实验,得到数据如表。
可燃物白磷红磷木炭
着火点/℃40240370
生成物状态固态固态气态
剩余氧气浓度3.1%7.0%14.0%
(4)通过对比右表中红磷和白磷的相关数据,可以得出影响剩余氧气浓度的因素可能是_________
(5)结合以上探究及实验数据,在“测定空气中氧气含量”的实验中,通常使用红磷而不用木炭的原因可能有_______
Ⅲ兴趣小组B的实验:用如图4所示装置(夹持装置已略去)测定空气中氧气的含量。
   
已知:①白磷的着火点为40℃;,②带刻度玻璃管读数从上往下增大。
【实验步骤】
(1)检查图甲装置的气密性:往管B中加适量水,塞紧管A上端的橡皮塞,调整管B的高度,使管B内液面高于另一侧液面,过一段时间,当观察到现象:__________说明装置气密性良好。
(2)如图乙所示,将稍过量的白磷放入燃烧匙,塞紧橡皮塞,调整管A与管B内液面处于同一水平线,读取管B内液面读数V0
(3)用激光笔点燃白磷,可观察到管A内白磷燃烧,待冷却至室温,调整管A与管B内液面处于同水平线,读取管B内液面读数V1(如图丙所示)。
(4)如图丁所示,打开管A上端橡皮塞,将管A位置下移,管B上移,至管A中充满水,立即再塞紧上端橡皮塞,调整管A与管B内液面处于同水平线,读取管B内液面读数V2
【数据记录与处理】
某次实验记录数据如下表,请根据数据计算并填写表中空格。
V0/mlV1/mlV2/ml管A中氧气所占的体积(ml)管A中空气的体积(ml)空气中氧气含量(用数值列式即可)
1.878.0231.60___________________
重复3次实验,计算出空气中氧气含量的平均值。
【实验评价】
与教材实验(装置如图5所示)比较,本实验的优点是__________(写一条)。
   
20-21九年级上·江苏苏州·期中
知识点:测定空气中氧气的含量实验的过程测定空气中氧气含量实验的改进 答案解析 【答案】很抱歉,登录后才可免费查看答案和解析!
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有关空气组成的研究与发现对化学的发展做出了重要贡献。
Ⅰ拉瓦锡的研究:用加热汞的方法测定空气中氧气的含量。
如图1所示,拉瓦锡把少量的汞放在密闭的玻璃容器中连续加热12天后,发现有一部分银白色的液态汞变成红色粉末,容器内空气体积减少了约五分之一。收集汞表面生成的红色粉末(氧化汞),置于另一容器内强热得到了汞和氧气,且氧气的体积恰好等于原来密闭容器里所减少的空气体积。
   
(1)上述实验中,使用汞的优点有___________
A汞为液态,在加热的条件下只与氧气反应且生成物为固体
B时间足够长,能将密闭装置中的氧气几乎耗尽
C实验过程中没有污染
D生成的化合物加热分解又能得到汞和氧气
(2)继拉瓦锡研究后,英国科学家瑞利经多次实验发现:从空气分离得到的氮气密度总是略大于纯净氮气密度。造成这一差异主要与空气中的_______相关。
II兴趣小组A的实验:用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的含量,并用传感器记录集气瓶内氧气浓度随时间变化的情况,如图3所示。

【进行实验】
活动1:证明红磷熄灭后,氧气还有剩余
实验装置实验步骤现象结论
   I用高能激光笔照射匙中的红磷红磷燃烧,放出大量热,一段时间后熄灭,白磷始终不燃烧红磷熄灭后,氧气还有剩余
II冷却后,将装有白磷的燃烧匙提出水面,用高能激光笔照射白磷_____

【解释与结论】
(1)红磷燃烧的符号表达式为__________
(2)步骤中白磷的现象是_________
(3)实验中气球的作用是_________
活动2:探究影响剩余氧气浓度的因素用如图2装置进行实验,得到数据如表。
可燃物白磷红磷木炭
着火点/℃40240370
生成物状态固态固态气态
剩余氧气浓度3.1%7.0%14.0%
(4)通过对比右表中红磷和白磷的相关数据,可以得出影响剩余氧气浓度的因素可能是_________
(5)结合以上探究及实验数据,在“测定空气中氧气含量”的实验中,通常使用红磷而不用木炭的原因可能有_______
Ⅲ兴趣小组B的实验:用如图4所示装置(夹持装置已略去)测定空气中氧气的含量。
   
已知:①白磷的着火点为40℃;,②带刻度玻璃管读数从上往下增大。
【实验步骤】
(1)检查图甲装置的气密性:往管B中加适量水,塞紧管A上端的橡皮塞,调整管B的高度,使管B内液面高于另一侧液面,过一段时间,当观察到现象:__________说明装置气密性良好。
(2)如图乙所示,将稍过量的白磷放入燃烧匙,塞紧橡皮塞,调整管A与管B内液面处于同一水平线,读取管B内液面读数V0
(3)用激光笔点燃白磷,可观察到管A内白磷燃烧,待冷却至室温,调整管A与管B内液面处于同水平线,读取管B内液面读数V1(如图丙所示)。
(4)如图丁所示,打开管A上端橡皮塞,将管A位置下移,管B上移,至管A中充满水,立即再塞紧上端橡皮塞,调整管A与管B内液面处于同水平线,读取管B内液面读数V2
【数据记录与处理】
某次实验记录数据如下表,请根据数据计算并填写表中空格。
V0/mlV1/mlV2/ml管A中氧气所占的体积(ml)管A中空气的体积(ml)空气中氧气含量(用数值列式即可)
1.878.0231.60___________________
重复3次实验,计算出空气中氧气含量的平均值。
【实验评价】
与教材实验(装置如图5所示)比较,本实验的优点是__________(写一条)。
   
同学们对身边的空气质量开启了项目型学习的探究之旅。
任务一:查阅空气质量日报
空气质量指数(简称AQI)是定量描述空气质量状况的指数,其范围和对应的空气质量级别分别是0~50(优)、51~100(良)、101~200(轻度污染)、201~300(中度污染)和大于300(严重污染)。某日我市空气质量数据如下表:
AQIPM2.5 μg/m3PM10 μg/m3一氧化碳 μg/m3二氧化氮 μg/m3二氧化硫 μg/m3臭氧 μg/m3
489304722
(1)该日我市空气质量属于国家空气质量标准的______级,首要污染物是______
任务二:探究沙尘对空气中氧气体积分数的影响
【资料收集】①发热贴发热原理:铁粉与氧气反应生锈,放热,其中辅助成分不与氧气反应。
②铁锈为红色固体且不能被磁铁吸引。
【装置设计】同学们将课堂实验(图1)重新设计(图2),利用生活中常见的发热贴欲测定沙尘天气中空气中的氧气含量。
   
【进行实验】
(2)用集气瓶(有效容积为500mL)取空气样品,塞紧胶塞,观察到温度计的示数明显增大;待冷却到室温,打开弹簧夹,观察到量筒内水面下降了90mL,由此可知该空气样品中氧气的体积分数约为______
【得出结论】
(3)沙尘会导致空气中氧气的体积分数减少,请猜测其可能的原因是______
【表达与交流】
(4)生活中,减少沙尘天气出现可采用______措施。
【反思评价】
(5)图1中反应的化学方程式为______,该反应的基本反应类型是______反应。与图1相比,图2的优点______
(6)为证明图2中发热贴与氧气发生了反应,可在反应后进行的简单实验操作是______
(7)结合图1和图2,在测定空气中氧气体积分数的实验中,选择的依据是______(答一点)
1.化学是一门以实验为基础的科学。
(一)如图所示,是某同学用酚酞溶液和浓氨水做“氨分子的扩散”实验,在滤纸条A、B、C处均滴有无色酚酞溶液,在棉花上滴有浓氨水,实验中可以看到的现象为_______,这一实验说明,所用的两种试剂中_______,具有更强的挥发性,该实验中吸取浓氨水的仪器名称是_____________

(二)空气中氧气含量测定的再认识。请回忆教材用红磷燃烧来粗略测定空气中氧气含量的装置。

【实验原理】由于红磷燃烧消耗空气中的氧气,使瓶内压强减小,烧杯中水倒吸到集气瓶。红磷燃烧反应的符号表达式为________,但是实验测定结果往往偏低,其可能原因是_____________
【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,测试结果与理论值误差较大。
【实验改进】
Ⅰ.根据铁在空气中生锈的原理设计下图实验装置,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.测得实验数据如下表
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/mL80.054.5126.0
【交流表达】
(1)铁生锈过程发生复杂的化学反应(一个缓慢氧化的过程),最终生成铁锈。根据表中的数据计算,改进实验后测的空气中氧气体积分数是_____________(计算结果精确到0.1 %) 。
(2)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:_____________

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