2021年中考化学一轮复习课件实验1　测定空气中氧气的含量(课件)

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考向1　常规药品、装置的考查(★★★★★)【例题1】(2020·河南三模)利用红磷测定空气中氧气含量的实验装置如图1,用气体压力传感器测出该集气瓶中的气压变化如图2,下列说法正确的是(　　)A.红磷燃烧会产生大量的白雾B.该实验中的红磷可用木炭来代替C.CD段压强变化的主要原因是冷却至室温D.若装置气密性不好,会造成测定结果偏小
【析·命题陷阱】陷阱1:将装置内的压强变化与图象分析结合,增大解题难度。陷阱2:将操作的注意事项与误差分析综合考查,增加解题难度。
【破·答题关键】①红磷燃烧生成五氧化二磷白色固体,所以观察到产生大量的白烟。②木炭燃烧生成气体,不能用来代替红磷。③CD段气压变化的主要原因是集气瓶中的氧气被消耗,其次为温度逐渐恢复至室温。④若装置气密性不好,外界气体会进入装置,造成测定结果偏小。答案:D
【高分·必备点】1.实验设计原理利用可燃物燃烧耗尽密闭容器中的氧气,使容器内压强减小,导致容器内气体体积减少大约1/5体积。2.药品选择只能与氧气反应且通常为固体;生成物不能是气体。3.实验现象(1)红磷燃烧产生大量白烟。(2)瓶内液面上升约为集气瓶剩余空间的1/5。
【规避·失分点】1.实验成功的关键:①药品:红磷足量;②装置:气密性良好;③操作:待集气瓶冷却到室温后再打开止水夹等。
2.误差分析:(1)若实验结果偏小,可能的原因:①可燃物的质量过少;②装置气密性不好;③没有冷却到室温就打开止水夹。(2)若实验结果偏大,可能的原因:①用止水夹时没有夹紧;②用燃烧匙时伸入集气瓶过慢等。
考向2　创新考查(★★★)【例题2】以下三个实验装置,都可用于“测定空气中氧气的含量”。
实验过程中,需要不断推拉注射器活塞的装置是__________(填字母),利用此装置进行实验,可能造成实验误差的因素是________________________(写一条);装置B、C的实验都用到了红磷,反应结束后,待装置冷却至室温,打开弹簧夹,装置C中(试管容积为40 mL),注射器活塞从10 mL刻度处缓慢移动至________mL刻度处停止(误差忽略不计)。 
【析·命题陷阱】陷阱1:将常规装置与各种创新装置混放考查,增加了解题的难度。陷阱2:空气中氧气含量的测定实验中有关误差分析难度较大,结合注射器考查,增大了答题难度。有关原理分析对考生是个考验。
【破·答题关键】①不断推拉注射器活塞的目的是让药品与氧气充分反应。②装置的气密性,红磷的用量、读数时装置是否冷却到室温等因素都会引起实验误差。③装置C中,试管容积为40 mL,氧气约占1/5,体积为8 mL所以反应结束后,氧气消耗完,注射器活塞停止在10 mL-8 mL=2 mL刻度处。答案:A　药品不足量(或没有冷却到室温就读数等)　2
【高分·必备点】实验创新改进1.耗氧剂为红磷(或白磷)(不用打开装置,既环保,又准确)
2.改用“暖宝宝”中发热剂(铁粉等)作耗氧剂
【规避·失分点】1.不论采用何种装置和药品,其原理都是消耗掉氧气且不产生其他气体,且要求装置气密性良好。2.在进行数据处理时,一定要看清是哪一部分空气中的氧气被消耗掉了。
【高分必做题】1.测定空气中氧气含量的实验装置如图所示,下列有关说法正确的是(　　)A.燃烧匙中的红磷可以换成硫或木炭B.选用红磷是因为反应只消耗O2,生成固态的P2O5C.装置内水位不会发生变化D.本实验可以证明空气含有N2、O2、CO2和稀有气体
B　燃烧匙中的红磷不能换成硫或木炭,硫或木炭在空气中燃烧生成二氧化硫气体、二氧化碳气体,虽除去氧气,但增加了新的气体,没有形成压强差,不能用来测定空气中氧气含量,A错误;选用红磷是因为反应只消耗O2,生成固态的P2O5,没有生成新的气体,B正确;装置内水位会发生变化,最终会上升至玻璃罩剩余空间的1/5处,C错误;本实验不能证明空气含有N2、CO2和稀有气体,D错误。
2.在用如图方法测定空气中氧气含量时,说法错误的是(　　) A.反应后集气瓶内剩余的气体不溶于水也不支持燃烧B.氧气约占空气体积的 C.本实验红磷不可用木炭来代替,可以用铁丝来代替D.该实验进入集气瓶水的体积等于氧气的体积
C　打开弹簧夹,烧杯中的水进入集气瓶,且进入的水约占集气瓶体积的 ,水不再继续进入,说明剩余的气体难溶于水,足量的红磷燃烧一段时间后熄灭,说明剩余的主要气体是氮气,不能燃烧,不能支持燃烧,A正确;进入的水约占集气瓶体积的 ,说明氧气约占空气体积的 ,B正确;木炭在空气中燃烧生成二氧化碳气体,虽除去氧气,但增加了新的气体,没有形成压强差,不能用来测定空气中氧气含量,也不能用铁丝来代替,铁丝不能在空气中燃烧,不能用来测定空气中氧气含量,C错误;红磷燃烧消耗氧气,导致瓶内压强变小,该实验进入集气瓶水的体积等于氧气的体积,D正确。
3.如图所示装置可用来测定空气中氧气的含量。对该实验分析错误的是(　　)A.装置气密性良好、白磷足量是实验成功的重要因素B.由①到②,需等到试管内气体冷却至室温C.试管内压强的减小导致试管内液面上升D.将白磷改为木炭也能得到正确的实验结论
D　装置气密性良好、白磷足量(能完全消耗装置中的氧气)是实验成功的重要因素,A正确;由①到②,需等到试管内气体冷却至室温,以防止剩余的气体在受热状态下,处于膨胀状态,占据了部分水的体积,B正确;试管内气体体积减少,压强减小,导致试管内液面上升,C正确;木炭在空气中燃烧生成二氧化碳气体,虽除去氧气,但增加了新的气体,没有形成压强差,不能用来测定空气中氧气含量,D错误。
4.暖宝宝贴(主要成分为铁粉、木炭、食盐)的热量来源于铁粉的氧化。小涛同学设计使用暖宝宝贴来测定空气中氧气的含量,实验开始前的装置如图所示,实验后从量筒中流入玻璃瓶(容积为250 mL)中的水的体积为45 mL(铁粉生锈消耗的水忽略不计)。下列说法正确的是(　　)
A.若装置漏气,会使测量结果偏大B.若装置气密性良好,实验测得空气中氧气体积分数偏低,可能是暖宝宝贴的使用数量不足C.本实验数据测得空气中氧气的体积分数约为18%D.不必等温度计的读数恢复至实验前的温度,就记录量筒内剩余水的体积
B　若装置漏气,实验后空气进入玻璃瓶,气压变大,进入的水的体积偏小,会使测量结果偏小,A错误;若装置气密性良好,实验测得空气中氧气体积分数偏低,可能是暖宝宝贴的使用数量不足,B正确;本实验数据测得空气中氧气的体积分数约为 ×100%≈19.6%,C错误;需等温度计读数恢复至实验前的温度才可以记录量筒内剩余水的体积,因为该反应放热,会使气体体积膨胀,不等气体冷却就记录数据,测得的进入瓶中的水的体积偏小,从而导致实验结果偏小,D错误。
5.为测定空气里氧气的含量,甲、乙、丙三个同学用如图所示的装置分别进行了实验探究。(1)甲同学:点燃红磷立即伸入瓶中并塞上瓶塞。待红磷燃烧停止并冷却后,打开止水夹,观察到集气瓶中吸入水的体积约占集气瓶容积的 。(2)乙同学:用碳替代红磷,完成上述实验,发现集气瓶内并没有吸入水,其原因是________________________________________________。 (3)丙同学:观察到集气瓶中吸入水的体积大于集气瓶容积的 ,请帮助她分析可能的原因有哪些?(写出1条即可)________________________。 
【解析】(2)用碳替代红磷,完成上述实验,发现集气瓶内并没有吸入水,其原因是碳燃烧生成的是二氧化碳气体,瓶内气压无明显改变。(3)观察到集气瓶中吸入水的体积大于集气瓶容积的 ,可能的原因:燃烧匙伸入集气瓶中时过慢导致部分气体逸出,弹簧夹未夹紧导致过程中部分气体通过导管逸出等。答案:(2)碳燃烧生成的是二氧化碳气体,瓶内气压无明显改变　(3)燃烧匙伸入集气瓶中时过慢(合理即可)
6.用如图所示装置测定空气中氧气的含量。加热粗铜丝一段时间后,白磷燃烧。(1)上述实验说明铜具有的性质是_______________________。 (2)能证明空气中氧气含量的现象是 ____________________。 
【解析】(1)加热粗铜丝能使白磷的温度达到着火点,说明其具有优良的导热性。(2)氧气约占空气体积的五分之一,白磷燃烧耗尽了氧气,在冷却至室温时压强减小,烧杯中的水倒吸入集气瓶中,液面上升到刻度1处。答案:(1)导热性　(2)玻璃管中水面上升至刻度1处(或其他合理答案)
7.小芳同学通过查阅资料,设计如图所示装置,测定空气中氧气含量。已知广口瓶有效容积为146 mL,实验45分钟后打开止水夹,水从烧杯流入广口瓶中的体积为29 mL,则空气中氧气的体积分数约为__________(精确到0.1%);该实验能否有效解决拉瓦锡实验中的汞污染问题________(填“能”或“否”);该实验设计依据的原理是________________________________________________________。(装置中的饱和食盐水、活性炭会加速铁生锈) 
【解析】铁锈蚀消耗了广口瓶内空气中的氧气,压强减小,在外界大气压的作用下,烧杯中的水进入广口瓶,进入的水的体积即为消耗的氧气体积,所以空气中氧气的体积分数为 ×100 %≈19.9 %;此实验利用铁生锈消耗氧气,不会产生污染物,可有效解决拉瓦锡实验中的汞污染问题;纸袋中的铁粉与氧气、水分充分接触,在氯化钠的作用下,锈蚀速率加快。答案:19.9%　能　足量的铁粉与氧气、水充分接触发生锈蚀,耗尽了广口瓶内的氧气
【学霸制胜题】某化学研究小组在学习了“空气中氧气含量测定”实验的基础上,对教材中的实验装置进行了改进,设计出如图1所示的实验装置,实验时在铜丝末端的燃烧匙中放足量白磷。图2为用气体压力传感器测得的广口瓶中气压变化情况。据图回答下列有关问题。
(1)点燃酒精灯加热铜丝一端,一段时间后,白磷燃烧,这样做的好处是______ _____________________________________(写两点)。 (2)图2中CD段气压变化的原因是_____________________________________;导致DE段气压变化的实验操作是_____________________________________。 (3)实验前在广口瓶中预先放入了20 mL的水,若广口瓶的内部体积为200 mL,则理论上倒流入瓶中的水的体积大约为__________。  
【解析】(1)该实验是用点燃酒精灯加热铜丝一端,通过铜丝导热引燃白磷,这样做的好处是实验在密闭环境中进行,实验结果更加精确;防止生成的五氧化二磷进入空气中污染环境。(2)图2中CD段气压变化的原因是随着氧气消耗,内部气体减少,气压降低;反应结束后,不再放出热量,温度降低,内部气压也随着降低;导致DE段气压变化的实验操作是打开弹簧夹。(3)广口瓶的内部水面以上的体积为200 mL-20 mL=180 mL,氧气的体积大约是180 mL× =36 mL,因此理论上倒流入瓶中的水的体积大约为36 mL。