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    精英家教网学习了空气中氧气的含量测定后，化学兴趣小组的同学对过量的红磷能否消耗完瓶中的氧气表示有疑问．请你参与他们的探究活动，并回答下列的问题：
    [提出问题]在空气成分测定中，红磷能消耗完氧气吗？
    [作出假设]过量的红磷不能完全消耗氧气．
    [设计实验]
    （1）在集气瓶底部放少量自来水，并把一束打磨后的细铁丝放入其中，按右图所示进行正确操作．待冷却到室温后打开止水夹，这时观察到的现象是
     
    ．
    （2）几天后，观察到铁丝表面出现红色物质，这是因为铁与瓶内的水和氧气发生反应生成了铁锈．由此可以得出上述假设
     
    （填“成立”或“不成立”）．
    [反思与评价]小林认为该实验不能证明红磷没有消耗完集气瓶中的氧气，使铁生锈的氧气可能来自于
     
    ，因为
     
    ．同学们采取了一种措施，更换了一种试剂，就达到了目的．这种试剂是
     
    ．
    [思维拓展]
    精英家教网精英家教网
    （1）写出红磷在空气中燃烧的化学反应的方程式
     
    ，在这一氧化反应中，氧元素化合价
     
    （填“升高”或“降低”），因此氧气具有氧化性．
    （2）右图是氢气在氯气中发生燃烧反应的示意图，通过类比、分析，该反应中具有氧化性的物质是
     
    （填化学式）．
    （3）已知镁在空气中能燃烧生成氧化镁和氮化镁（其中氮为-3价）．
    ①氮化镁是一种黄色的固体．而镁在空气中燃烧产物基本上是白色的，由此现象可知，在这样的条件下镁更易与空气中的
     
    化合．
    ②通过上述实验及叙述，你对燃烧有什么新的认识？
     
    ．
    分析：[设计实验]
    （1）根据红磷燃烧的生成物为固体，会使密闭容器的气压明显减小；打开止水夹，水会倒流密闭容器中，进行解答
    （2）铁生锈的条件：水和氧气同时存在，生成了铁锈，说明过量的红磷不能完全消耗氧气；
    [反思与评价]
    根据水（自来水）中溶有少量氧气，容器中铁与水中的氧反应生成了铁锈；换一种试剂蒸馏水，就能说明过量的红磷完全消耗了氧气．
    [思维拓展]
    （1）根据生锈化学方程式的要求：写配注等，写出反应的化学方程式；根据氧化剂（反应物）→得电子或共用电子对偏向→化合价降低→被还原→发生还原反应→生成还原产物；进行解答；
    （2）根据氧化剂（反应物）→得电子→化合价降低→被还原→发生还原反应→生成还原产物；进行解答；
    （3）镁在空气中燃烧产物基本上是白色的氧化镁，由此现象可知，镁更易与空气中的氧气反应；
    镁在空气中能燃烧生成氧化镁和氮化镁，可推知镁在氮气中能燃烧，因此燃烧不一定有氧气参加．
    解答：解：[设计实验]
    （1）根据红磷燃烧的生成物为固体，会使密闭容器的气压明显减小；打开止水夹，水会倒流密闭容器中；水倒流入集气瓶中液面上方体积的五分之一；
    故答案为：水倒流入集气瓶中液面上方体积的五分之一；
    （2）铁生锈的条件：水和氧气同时存在，生成了铁锈，说明过量的红磷不能完全消耗氧气；故答案为：成立；
    [反思与评价]
    根据水（自来水）中溶有少量氧气，容器中铁与水中的氧反应生成了铁锈；换一种试剂蒸馏水，就能说明过量的红磷完全消耗了氧气．
    故答案为：自来水；水中溶有少量氧气；蒸馏水；
    [思维拓展]
    （1）根据生锈化学方程式的要求：写配注等，红磷在空气中燃烧的反应方程式为：4P+5O2
     点燃 
    .
     
    2P2 O5；
    根据氧化剂（反应物）→得电子或共用电子对偏向→化合价降低→被还原→发生还原反应→生成还原产物；
    可知在红磷在空气中燃烧的反应中氧元素化合价降低；氧气具有氧化性；
    故答案为：4P+5O2
     点燃 
    .
     
    2P2 O5； 降低；
    （2）根据氧化剂（反应物）→得电子→化合价降低→被还原→发生还原反应→生成还原产物；可知氢气在氯气中发生燃烧反应中具有氧化性的物质是：Cl2； 
    故答案为：Cl2；
    （3）镁在空气中燃烧产物基本上是白色的氧化镁，由此现象可知，镁更易与空气中的氧气反应；故答案为：O2；
    镁在空气中能燃烧生成氧化镁和氮化镁，可推知镁在氮气中能燃烧，因此燃烧不一定有氧气参加；
    故答案为：燃烧不一定有氧气参加．
    点评：本题主要考查学生运用所学化学知识综合分析和解决实际问题的能力．增加了学生分析问题的思维跨度，强调了学生整合知识的能力．
    练习册系列答案
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    科目：初中化学 来源： 题型：

    23、某校研究性学习小组的同学设计了简单的实验方案，探究人体呼出的气体与空气成分的含量有什么不同，其主要操作步骤如图所示：

    请依据图示回答以下问题：
    （1）图中收集呼出气体的方法是
    排水法
    ；
    （2）①根据
    澄清石灰水变浑浊的程度
    ，判断二氧化碳含量不同；②根据
    空气中氧气的含量比呼出的气体中氧气的含量高
    ，判断氧气含量不同；③根据
    呼出的气体中水的含量比空气中水的含量高
    ，判断水蒸气含量不同．
    （3）通过上述实验探究，比较人体吸入的空气和呼出的气体中所含二氧化碳、氧气、水蒸气的多少，你能得出的初步结论是：
    ①
    呼出的气体比空气中二氧化碳的含量高
    ；②
    空气中氧气的含量比呼出的气体中氧气的含量高
    ；
    ③
    呼出的气体中水的含量比空气中水的含量高
    ．

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    科目：初中化学 来源： 题型：阅读理解

    （2012?南宁）某研究性学习活动小组，从下列装置中选用部分装置组装后在实验室里制取氧气，并通过排水量来测定所收集到氧气的体积．

    （1）写出图中有标号的仪器的名称：①
    铁架台
    铁架台
    ②
    集气瓶
    集气瓶
    ③
    量筒
    量筒

    （2）甲同学用一定质量的高锰酸钾制取氧气，反应的化学方程式为
    2KMnO4
      △  
    .
     
    K2MnO4+MnO2+O2↑
    2KMnO4
      △  
    .
     
    K2MnO4+MnO2+O2↑
    ，整套实验装置接口的正确连接顺序为a→
    f
    f
    →
    e
    e
    →
    g
    g
    ．
    （3）实验过程中，甲同学观察到E装置中的水变为紫红色，这是因为
    试管口没有放棉花团，高锰酸钾
    试管口没有放棉花团，高锰酸钾
    进入E装置并溶于水中的缘故．为了防止试验过程中出现上述现象，相应的改进措施是
    在试管口放棉花团
    在试管口放棉花团
    ．
    （4）实验结束，乙同学意外发现收集到的氧气体积大于理论值，为此继续进行以下实验探究：
    【提出问题】出现“收集到的氧气体积大于理论值”的原因是什么？
    【作出猜想】猜想Ⅰ：可能是反应生成的二氧化锰分解放出氧气；
    猜想Ⅱ：可能是反应生成的锰酸钾分解放出氧气；
    猜想Ⅲ：
    可能是锰酸钾和二氧化锰共同放出氧气
    可能是锰酸钾和二氧化锰共同放出氧气
    ．
    做出以上猜想的理由是
    锰酸钾和二氧化锰都含有氧元素
    锰酸钾和二氧化锰都含有氧元素
    ．
    【实验验证】（每种方法只限用一次）
    实验一：取一定量的二氧化锰于试管中，加热一段时间，冷却后测得二氧化锰的质量不变．证明猜想
    Ⅰ
    Ⅰ
    错误．
    实验二：取少量锰酸钾于试管中加，热一段时间，
    冷却后测得锰酸钾的质量减少
    冷却后测得锰酸钾的质量减少
    ．证明猜想Ⅱ正确．
    【反思拓展】实验结束后，经过讨论、交流，丙同学用下列仪器和药品设计了一个实验方案测定空气中氧气的含量．
    ①带瓶塞的1000ml烧瓶  ②电子天平（称量精确度为0.01g）  ③酒精灯  ④某种金属粉末（实验过程中需要用到的其它实验用品已省略）
    他的实验步骤是：
    先用电子天平称出金属粉末的质量；再把金属粉末在带瓶塞的1000ml烧瓶灼烧，至氧气充分反应；再称量反应后金属粉末的质量；最后通过密度公式求氧气的体积；
    先用电子天平称出金属粉末的质量；再把金属粉末在带瓶塞的1000ml烧瓶灼烧，至氧气充分反应；再称量反应后金属粉末的质量；最后通过密度公式求氧气的体积；
    ，通过计算得出空气中氧气的含量．

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    科目：初中化学 来源： 题型：阅读理解

    某研究性学习小组，从下列装置中选用部分装置组装后在实验室里制取氧气，并通过排水量来测定所收集到氧气的体积．

    （1）甲同学用一定质量的高锰酸钾制取氧气，反应的化学方程式为
    2KMnO4
      △  
    .
     
    K2MnO4+MnO2+O2↑
    2KMnO4
      △  
    .
     
    K2MnO4+MnO2+O2↑
    ，整套实验装置接口的正确连接顺序为a→
    f
    f
    →
    e
    e
    →
    g
    g
    ．
    （2）实验过程中，甲同学观察到E装置中的水变为紫红色，这是因为
    高锰酸钾粉末
    高锰酸钾粉末
    进入E装置并溶于水中的缘故．为了防止实验过程中出现上述现象，相应的改进措施是
    在试管口放一团棉花
    在试管口放一团棉花
    ．
    （3）实验结束，乙同学意外发现收集到的氧气体积大于理论值，为此继续进行以下实验探究：
    提出问题：出现“收集到的氧气体积大于理论值”的原因是什么？
    作出猜想：猜想Ⅰ：可能是反应生成的二氧化锰分解放出氧气；
    猜想Ⅱ：可能是反应生成的锰酸钾分解放出氧气；
    猜想Ⅲ：
    可能是锰酸钾和二氧化锰均被分解放出氧气
    可能是锰酸钾和二氧化锰均被分解放出氧气
    ．请回答他做出猜想Ⅲ的理由是
    锰酸钾和二氧化锰都含有氧元素
    锰酸钾和二氧化锰都含有氧元素
    ．
    实验验证：
    实验一：取一定质量的二氧化锰于试管中，加热一段时间，冷却后测得固体残留物的质量不变．证明猜想
    Ⅰ和Ⅲ
    Ⅰ和Ⅲ
    错误．
    实验二：取一定质量的锰酸钾于试管中，加热一段时间
    冷却后测得固体残留物的质量较原固体减少
    冷却后测得固体残留物的质量较原固体减少
    ．综合实验一和实验二，证明猜想Ⅱ正确．
    反思拓展：实验结束后，经过讨论、交流，丙同学用下列仪器和药品又设计了一个实验方案测定空气中氧气的体积分数．
    ①带瓶塞的1000mL圆底烧瓶   ②电子天平（称量精确度为0.01g）   ③酒精灯   ④某种较活泼的金属粉末（实验过程中需要用到的其他实验用品已省略，实验中有关物质的物理量数据为已知）他的实验步骤是：
    先用电子天平称出稍过量的金属粉末的质量，再把金属粉末放在带瓶塞的1000mL的圆底烧瓶中灼烧，至氧气完全反应；
    先用电子天平称出稍过量的金属粉末的质量，再把金属粉末放在带瓶塞的1000mL的圆底烧瓶中灼烧，至氧气完全反应；
    _
    再称量反应后圆底烧瓶中固体物质的质量；最后通过密度公式求氧气的体积
    再称量反应后圆底烧瓶中固体物质的质量；最后通过密度公式求氧气的体积
    ．再利用实验数据和已知数据就可换算得出空气中氧气的体积分数．

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    科目：初中化学 来源：九年级化学－对“探究空气中氧气的体积分数”试题的分析、反思与实践 题型：022

    　　某研究性学习小组设计了如下图所示的装置，探究空气中氧气的体积分数，其中A是标有以cm为单位的刻度、且在0刻度正上方有一圆状缺口的圆筒状玻璃容器(带橡皮塞B)，C为能自由移动的活塞．他们操作过程如下：

    　　a．检查装置的气密性；

    　　b．将两个可自由移动的活塞C分别调整到左右两边刻度的10 cm处；

    　　c．将过量的铜粉平铺在惰性电热板上，塞上橡皮塞B；

    　　d．通电加热铜粉，待充分反应后，冷却到原来的状况．记录两活塞C之间的距离为h．

    　　e．根据数据h列出公式，计算空气中氧气的体积分数．(注：A容器内的固态物质、惰性电热板、活塞部分所占体积忽略不计，活塞与玻璃容器之间的摩擦力也忽略不计)

    (1)

    检查装置气密性的方法是分别移动两活塞C到左右两边刻度为10 cm处，塞紧橡皮塞B，双手将两活塞C向里推，使活塞之间的距离缩小，然后松手，活塞向外移动，直到两活塞C的距离为________cm时停止移动，说明装置气密性好．

    (2)

    b－d的实验步骤中两活塞之间的距离h具体变化情况是________．

    (3)

    空气中氧气的体积分数的计算公式(含字母h)为________．

    (4)

    如果在操作d中惰性电热板没有冷却到原来温度，则e操作中计算出的实验结果比理论值偏________(“大”或“小”)．

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    科目：初中化学 来源：精编教材全解　化学　九年级　上册 沪教版 题型：059

    某研究性学习小组设计了如图所示的装置，探究空气中氧气的体积分数，其中A是标有以cm为单位的刻度尺、且在0刻度正上方一圆状缺口处有一圆筒状玻璃容器(带橡皮塞B)，C为能自由移动的活塞．

    他们操作过程如下：

    a．检查装置的气密性；

    b．将两个可自由移动的活塞C分别调整到左右两边刻度的10 cm处；

    c．将过量的铜粉平铺在惰性电热板上，塞上橡皮塞B；

    d．通电加热铜粉，待充分反应后，冷却到原来的状况；记录两活塞C之间的距离为h．

    e．根据数据h列出公式，计算空气中氧气的体积分数．(注：A容器内的固态物质、惰性电热板、活塞部分所占体积忽略不计，活塞与玻璃容器之间的摩擦力也忽略不计)

    (1)检查装置气密性的方法是分别移动两活塞C到左右两边刻度为10 cm处，塞紧橡皮塞B，双手将两活塞C向里推，使活塞之间的距离缩小，然后松手，活塞向外移动，直到两活塞C的距离为________cm时停止移动，说明装置气密性好．

    (2)b～d的实验步骤中两活塞之间的距离h具体变化情况是________．

    (3)空气中氧气的体积分数的计算公式(含字母h)为________．

    (4)如果在操作d中惰性电热板没有冷却到原来温度，则e操作中计算出的实验结果比理论值偏________(“大”或“小”)．

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