北京专版中考化学基础复习专项突破一实验原理分析之空气中氧气含量的测定练习

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图Z1－1
(1)白磷燃烧的化学方程式________________________________________________________________________。
(2)根据实验结果，计算空气中氧气的体积分数约为______________________________(写出计算式和结果)。
(3)在整个实验过程中，集气瓶内的压强变化是__________________________________。
(4)集气瓶中预先装入50 mL水，水起的作用是___________________________________________。
2．[2017·通州二模] 用如图Z1－2所示装置测定空气中氧气含量，实验步骤如下：
图Z1－2
Ⅰ.测定甲装置的体积，操作是______________________________________________________________。
Ⅱ.在A处放置红磷，乙中装入足量水，并读出量筒的示数。
Ⅲ.用酒精灯给A处红磷加热，红磷燃烧。
Ⅳ.装置冷却后，再次读出量筒的示数。
Ⅴ.计算。测得的空气中氧气的体积含量 ________eq \f(1,5)(填“＞”“＜”或“＝”)。
3．[2016·丰台期末] 利用图Z1－3所示装置进行实验。实验前K1、K2、K3均已关闭。
图Z1－3
[实验一] 制备气体
Ⅰ.打开K1，用注射器向盛有二氧化锰的A中注入过氧化氢溶液，直至液面浸没下端导管口；
Ⅱ.在K1上方导管口收集气体。
[实验二] 测定气体含量
Ⅰ.A(容积350 mL)中为用家庭制氧机收集的氧气(瓶中预先留有10 mL水)，B中装满水。用凸透镜引燃白磷(足量)，充分反应并冷却；
Ⅱ.打开K2和K3。
(1)检查装置气密性：保持K1关闭，打开K2、K3，向B中加水至液面浸没下端导管口，用手捂住A瓶外壁，说明装置的左侧气密性良好的现象是____________________________________；用同样原理可以检查装置另一侧的气密性。
(2)实验一中，A中反应的化学方程式为______________________________；气体收集完毕后，在不拆卸装置的情况下，使A中未反应的过氧化氢溶液大部分转移到B中的操作是_______________________________________。
(3)实验二中，当B中液面不再变化时，测得B中减少了272 mL水，则A中O2的体积分数约为______%。
4．[2017·大兴期末] 为了帮助同学们更好地理解空气中氧气含量测定的实验原理，老师利用传感器技术实时测定了实验装置(如图Z1－4甲)内的压强、温度和氧气浓度，三条曲线变化趋势如图乙所示。
图Z1－4
(1)红磷燃烧的化学反应方程式为____________________________。
(2)X曲线表示的是______________(填“温度”或“氧气的浓度”)。
(3)结合X、Y两条曲线，解释图乙中BC段气压变化的原因是____________________________________________。
(4)实验中测得的数据如下：
根据实验数据计算：测得的空气中氧气的体积分数为__________________________________(列出计算式即可)。参考答案
1．(1)4P＋5O2eq \(=====,\s\up7(点燃))2P2O5
(2)eq \f(60 mL,350 mL－50 mL)×100%＝20%
(3)先变大，后变小
(4)封住导管口、降温、吸收白烟
[解析] (1)白磷在空气中燃烧生成五氧化二磷，反应的化学方程式为4P＋5O2eq \(=====,\s\up7(点燃))2P2O5。(2)白磷燃烧消耗了集气瓶内的氧气，量筒内减少的水的体积即为消耗的氧气体积，集气瓶容积为350 mL，且已装进50 mL滴有红墨水的水，所以空气中氧气的体积分数约为eq \f(60 mL,350 mL－50 mL)×100%＝20%。(3)该实验中，集气瓶中的白磷燃烧时，温度升高，气体压强增大，当白磷燃烧完后，温度降低，氧气被消耗，气体的压强减小，因此集气瓶内压强变化的过程是先变大，后变小。(4)测定空气中氧气的含
量的实验中，集气瓶内预先装入少量水，目的是封住导管口、降低温度以及吸收生成的五氧化二磷。
2．Ⅰ.将甲中充满水，再用量筒测量水的体积即为甲的体积(合理即可)
Ⅴ.＞
3．(1)B装置左侧导管口有气泡冒出
(2)2H2O2eq \(=====,\s\up7(MnO2))2H2O＋O2↑
打开K2、K3，关闭K1
(3)80
4．(1)4P＋5O2eq \(=====,\s\up7(点燃))2P2O5
(2)温度
(3)红磷燃烧放热，温度升高，压强增大，同时消耗氧气，使气压减小；BC段燃烧放热造成的压强增大强于氧气减少造成的压强减小
(4)eq \f(80 mL－46.4 mL,80 mL－46.4 mL＋126 mL)×100%
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
瓶中剩余气体的体积
体积/mL
80.0
46.4
126.0