1. 用实验测定一定体积空气中氧气的含量,有两种思路:一是通过测定氧气之外的其他气体体积后进行计算(a),二是通过直接测定氧气体积后进行计算(b)。可用如图实验装置来测定空气中氧气的含量:图中由注射器、硬质玻璃管和气球组成了密闭系统。请完成下列问题:

(1) 本实验采用的测定思路属于题干中的(填“a”或"b")。
(2) 选择跟氧气反应的药品时,除了要考虑反应的可能性外,还需要考虑的因素:一是药品只能跟氧气反应,二是。考虑到安全、环保等因素,本实验一般选择铜粉跟氧气反应。实验开始前注射器的活塞在20mL刻度处,玻璃管的容积是30mL(气球是瘪的)。加热时需要不断缓慢推拉注射器的活塞,目的是。实验过程中你看到的实验现象是,该反应属于(填“分解”或“化合”)反应。当看到现象时停止加热,直至玻璃管冷却。
(3) 待装置冷却后,挤出气球内的气体,此时注射器活塞停留在9.4mL处。通过计算得知该实验测得的空气中氧气所占的体积分数是%。下列实验操作:①铜粉不足;②加热温度不够;③反应时间过短;④装置未冷却即读数;⑤装置气密性不好。你认为可能会引起测量误差的是(填序号)。
(4) 请你判断:反应后密闭系统内气体质量(填“增大”“减小”或“不变”,下同),物质的总质量
【考点】
测定空气中的氧气含量; 验证质量守恒定律; 质量守恒定律及其应用;
【答案】

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实验探究题 普通
能力提升
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1.

质量守恒定律为定量化学的发展提供了重要依据,小茜和小付两位同学分别设计了如下两个实验来验证质量守恒定律。

实验一:电阻丝通电后铜丝会发热,热量传递到燃烧匙,引燃红磷。在实验过程中燃烧匙中固体变化如图所示。

(1)时间内固体质量没有发生变化,是否满足质量守恒定律?________(填“是”或“否”)。

(2)以下对于上述实验说法正确的有______(填序号)。

A. 红磷量偏小,会导致无法验证质量守恒定律
B. 与红磷发生反应的氧气质量为
C. 实验中会观察到气球先变小后变大
D. 可燃物需要达到一定温度才能燃烧

(3)实验完成后,发现铜丝变黑,请用化学方程式解释其原因________。

实验二:小付同学将两份质量为的镁条和足量氧气分别置于密闭装置和开放装置中充分反应,实验过程中,利用现代数字化实验仪器测得了陶土网上盛接到的固体质量随加热时间变化如下图所示。

(4)上图中,________(填“①”或“②”)所示的图像最有可能代表在密封装置中进行的实验。

实验完成后,取出陶土网,小付观察到上面除了有白色固体以外,还有少量黄色固体,这引起了他的兴趣,继续进行了如下探究:

【提出问题】黄色固体是什么物质?

【查阅资料】

Ⅰ.氮化镁为黄色固体

Ⅱ.氮化镁可与水反应生成氨气

【猜想假设】黄色固体是氮化镁

【进行实验】

实验操作

装置图

现象及结论

取陶土网上黄色固体于形管的左侧,形管的右侧盛有酚酞溶液,用注射器将适量的水小心挤入形管的左侧,使其与黄色固体接触。

现象:______________;

结论:黄色固体为氮化镁

(5)上述实验中可观察到的现象为________。

(6)请写出产生黄色固体的化学方程式________。

【拓展延伸】

(7)经过后续测量,发现生成氧化镁的质量大于氮化镁的质量,原因是______(填序号)。

A. 空气中氮气比氧气体积分数更大
B. 氧气密度比空气大
C. 氮气化学性质比氧气稳定

(8)如果用燃烧镁粉来测定空气中氧气的含量,装置如下图所示,那么实验测得的结果是氧气体积分数________(填“大于”或“小于”或“等于”)五分之一。

实验探究题 普通
2.

拉瓦锡被称尊称为“近代化学之父”,他严谨的科学精神值得我们学习。

Ⅰ.空气的组成

【回顾历史】200多年前,法国化学家拉瓦锡利用图1装置定量的方法研究了空气的成分。

(1)选用汞的优点有___________(填字母)。

A. 在汞槽中起到液封作用
B. 汞蒸气与氧气反应能将密闭容器空气中的氧气几乎耗尽
C. 实验过程中没有污染

【实验问题】

(2)实验室常用按图2所示的方法来测定空气中氧气的含量。其中红磷燃烧的现象是________。

【实验改进】如图3所示装置测定空气氧气的含量:

在一个有刻度和可以滑动的活塞的玻璃容器中放入少量白磷(白磷燃烧所需的最低温度为40℃)将玻璃容器固定好,放在盛有85℃热水的烧杯上。

(3)活塞在整个实验中的运动状况是________。

Ⅱ.水的组成

为证明水不是由“水元素”组成的,1785年,拉瓦锡在高温的条件下,将水蒸气通过灼热的铁管,一段时间后,在出口处得到“易燃空气”,实验后称量发现水的质量减少,铁管质量增加且内壁有黑色物质(四氧化三铁)生成。

(4)该反应的化学方程式是________。

Ⅲ.质量守恒定律

拉瓦锡验证了质量守恒定律。在“质量守恒定律”的课堂教学中,甲、乙、丙三个小组的同学分别做了A、B、C三个实验,他们都进行了规范的操作、准确的称量和细致的观察。

(5)A实验中小气球发生的变化是________;

(6)丙组同学认为C实验说明了质量守恒,原因是反应前后原子的________均未发生改变;

(7)B实验:乙组同学反应前调节天平平衡,反应后再称量,观察到天平不平衡,你认为B实验天平不平衡的原因是________;

实验探究题 普通
3. 质量守恒定律的发现对化学科学发展具有重大意义。
(1) 如图A、B、C三个实验的变化中,遵守质量守恒定律的是(填序号);

(2) 用图B的实验来验证质量守恒定律时,若所用试剂不变,你的改进方案是
(3) 图D利用镁带在空气中燃烧来验证质量守恒定律。

①镁带在空气中燃烧的化学方程式为

②根据质量守恒定律,理论上天平应该向左倾斜。但是当镁带完全燃烧后,发现天平向右倾斜,请分析其主要原因是

(4) 针对上述问题,采用下图图2装置,加热空气中的镁粉,进行深度探究如下:

探究小组的同学按图2装置改进了实验,测得反应前后固体质量变化情况如图1所示,不仅看到了耀眼的白光,同时收集了白光上方升起的白烟,避免了生成物的损耗,但实验结束后发现产物中除了有白色固体外,还有少量黄色固体。

【提出问题】黄色固体是什么物质?

【查阅资料】

Ⅰ.氮化镁为黄色固体;

Ⅱ.氮化镁可与水反应生成氨气,氨气极易溶于水形成氨水,氨水能使无色酚酞溶液变红。

【实验探究】

实验步骤:取少量黄色固体于试管A中,加入适量的,与试管B连接组成图3装置;

实验现象:图3试管B中的现象为

(5) 实验结论:黄色固体为氮化镁。

【反思与交流】①空气中氮气的含量远大于氧气的含量,但是生成氧化镁的质量却大于氮化镁的质量,原因是

②可能与空气中的CO2有关。

(6) 【拓展与延伸】如果用镁粉测定空气中氧气的含量,装置如图4所示,那么实验测得的结果是氧气体积分数(填“大于”或“小于”或“等于”)
实验探究题 困难