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14.某同学设计了测定空气中氧气含量的实验,实验装置如图.
该同学的实验步骤如下:
①将图中的集气瓶分为5等份,并作好标记.
②在带橡皮塞和导管的燃烧匙内装入足量的红磷,将导管上的止水夹夹紧,在酒精灯上点燃红磷,并立即伸入集气瓶内,塞紧橡皮塞.
③充分反应后,待集气瓶冷却至室温,打开止水夹.
请回答下列问题:
(1)该实验中红磷需稍过量,目的是使集气瓶中的氧气完全消耗.
(2)步骤③中打开止水夹后观察到的现象是烧杯内的水沿导管流入集气瓶中,液面大约在标记1处,由此可得出空气中氧气的体积分数约为$\frac{1}{5}$.
(3)磷在空气中燃烧生成的氧化物通常可作强干燥剂.己知在标准状况下,32g氧气的体积是22.4L,在该条件下,制备71g这种干燥剂所消耗的空气的体积约为140L.

分析 (1)根据红磷燃烧消耗氧气,生成五氧化二磷固体进行解答;
(2)根据红磷的燃烧结合压强知识分析,红磷与氧气反应生成固体,消耗了瓶内的气体,压强减小,外界大气压会压着水进入集气瓶;
(3)根据需要根据磷燃烧的化学方程式,计算出制备71g五氧化二磷需要多少氧气,然后根据氧气在空气中所占体积分数计算出空气的体积.

解答 解:(1)实验的目的是测定空气中氧气含量,原理是消耗氧气使装置内外产生压强差,水被吸入占据氧气的空间,从而达到测定氧气的目的,红磷过量,可使集气瓶中的氧气完全消耗;故填:能尽量消耗集气瓶内空气中的氧气;
(2)红磷与氧气反应,生成了五氧化二磷固体,所以会导致集气瓶内压强减小,水被压入集气瓶,进入的水量正好占据集气瓶内氧气的空间,约为集气瓶体积的五分之一;据实验现象可得出空气中氧气的体积分数约为五分之一;故填:烧杯中的水进入集气瓶中,集气瓶中的水面上升,约占总体积的五分之一;$\frac{1}{5}$;
(3)设制备71g五氧化二磷需要氧气质量为X
4P+5O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P2O5
160                 284
x                     71g
$\frac{160}{x}=\frac{284}{71g}$
解得:x=40g
40g氧气的体积为:$\frac{22.4L}{32g}×40g$=28L
消耗空气的体积为:28L÷$\frac{1}{5}$=140L
故答案为:(1)使集气瓶中的氧气完全消耗;
(2)烧杯内的水沿导管流入集气瓶中,液面大约在标记1处;$\frac{1}{5}$;
(3)140L.

点评 熟记用红磷测定空气里氧气含量的实验原理、操作步骤、实验现象、实验结论和注意事项是解答这类题目的基础.

练习册系列答案
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科目:初中化学 来源: 题型:实验探究题

5.某化学兴趣小组的同学利用如图仪器进行实验.

(1)写出指定仪器的名称:①长颈漏斗;②水槽.
(2)小亮用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气,反应的文字表达式为:过氧化氢$\stackrel{二氧化锰}{→}$水+氧气;他应选用的发生装置是B(填序号,下同);若用加热高锰酸钾固体来自取氧气,他应该选择的发生装置是A;选择气体的收集方式时,气体的下列性质:①颜色、②密度、③溶解性、④可燃性,必须考虑的是②③(填序号).二氧化锰在反应中可以重复使用,理由二氧化锰是反应的催化剂,在化学反应前后质量和化学性质不变.要收集一瓶较干燥的氧气应选择图中的装置D(填序号).
(3)小华收集二氧化碳选用D装置,而不使用C或E装置,由此可以推断出二氧化碳具有的物理性质是密度比空气大,溶于水(写一条即可).
(4)确定实验室制取气体的化学反应时,应考虑哪些因素?反应条件,价格(列举两条).

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科目:初中化学 来源: 题型:实验探究题

5.如图是细铁丝在氧气中燃烧的实验.
(1)铁丝能在氧气中燃烧,却很难在空气中燃烧是因为空气中氧气的浓度较低;
(2)实验时集气瓶上方的玻璃片不要完全拿掉,这样做的好处是防止氧气向外扩散;
(3)此实验有一明显不足是瓶底微加少量的水或细砂;
(4)某学生将细铁丝绕成螺旋状,一端系上一根火柴,点燃火柴后迅速把铁丝连同火柴一起插入集气瓶底部,铁丝没有燃烧,分析他未成功的原因是铁丝表面有锈、火柴燃烧消耗过多的氧气等.

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科目:初中化学 来源: 题型:填空题

2.写出有关化学反应的文字表达式及其所属的基本反应类型.
(1)铁在氧气中燃烧:铁+氧气$\stackrel{点燃}{→}$四氧化三铁;化合反应;
(2)氯酸钾受热:氯酸钾$→_{加热}^{二氧化锰}$氯化钾+氧气;分解反应;
(3)氢气的燃烧:氢气+氧气$\stackrel{点燃}{→}$水;化合反应;
(4)电解水实验:水$\stackrel{通电}{→}$氢气+氧气;分解反应.

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科目:初中化学 来源: 题型:填空题

9.如表是二氧化锰用量与一定质量氯酸钾制取氧气反应速率关系的实验数据
二氧化锰与氯酸钾的质量比140120110151312231121
生成1L氧气所需的时间(s)1247950547593106153240
(1)请写出氯酸钾和二氧化锰混合制氧气的反应文字表达式氯酸钾$→_{加热}^{二氧化锰}$氯化钾+氧气;
(2)据上表可知二氧化锰与氯酸钾的质量比为1:10时,反应速率最快;二氧化锰的用量过少时产生氧气的速率很慢,原因是MnO2与KClO3的接触面积小,因此催化作用不明显;
(3)二氧化锰用量过多冲淡了氯酸钾粉末,相当于减少反应物的质量分数,所以反应速率受到影响;
(4)通过分析可知,在化学反应中催化剂的用量(填“是”或“不是”)不是越多越好.

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科目:初中化学 来源: 题型:计算题

19.200g稀硫酸与足量锌反应,生成0.4g氢气.求:①原硫酸溶液中溶质的质量分数.②所得溶液中溶质质量分数.

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科目:初中化学 来源: 题型:选择题

6.空气成分中,体积分数最小的是(  )
A.稀有气体B.氮气C.氧气D.二氧化碳

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科目:初中化学 来源: 题型:填空题

3.写出下列方程式:
(1)二氧化碳气体使紫色石蕊溶液变红:CO2+H2O=H2CO3
(2)实验室用无色液体和黑色粉末制取氧气:2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2
(3)碳还原氧化铜:C+2CuO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Cu+CO2
(4)《美国化学会志》报道了中国科学家以二氧化碳和钠为原料在高温催化剂条件下制得金刚石同时生成碳酸钠3CO2+4Na$→_{高温}^{催化剂}$2Na2CO3+C.

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科目:初中化学 来源: 题型:选择题

4.物质发生化学变化的本质特征是(  )
A.颜色变化B.有新物质生成
C.有气体或沉淀产生D.发光放热

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