一、空气组成的测定
【例 1】利用右下图的改进装置验证空气中氧气的含量,误差较小。下列叙述不正确的是()

A.实验前需检查装置气密性
B.白磷可以用碳粉代替
C.白磷熄灭、试管冷却后再打开止水夹
D.最终量筒中液面约降至 24 mL 刻度线处
【例 1】利用右下图的改进装置验证空气中氧气的含量,误差较小。下列叙述不正确的是()
A.实验前需检查装置气密性
B.白磷可以用碳粉代替
C.白磷熄灭、试管冷却后再打开止水夹
D.最终量筒中液面约降至 24 mL 刻度线处
答案
B
解析
该实验是利用白磷燃烧消耗试管内的氧气,装置冷却后,根据进入试管内水的体积来测定空气中氧气的含量。A选项,实验前需检查装置气密性,若装置漏气,外界空气进入或内部气体逸出,会使测定结果不准确;B选项,碳粉燃烧生成二氧化碳气体,装置内压强变化不大,无法测定氧气含量,所以白磷不可以用碳粉代替;C选项,白磷熄灭、试管冷却后再打开止水夹,若未冷却就打开止水夹,此时气体膨胀,会使进入试管的水的体积偏小,导致测定结果偏小;D选项,试管内空气体积为130mL,氧气约占空气体积的1/5,即约26mL,那么最终量筒中液面约降至50 - 26 = 24mL刻度线处。
二、氧气的化学性质
【例 2】氧气是一种化学性质比较活泼的气体,它可以和许多物质发生化学反应。下图是硫粉、红磷、光亮的细铁丝在氧气中燃烧的实验装置示意图。

(1)小月是个善于思考、善于总结的学生,做完实验后,她发现了一些实验的共同点:在反应条件方面,三个实验都要;在能量变化方面,三个实验都是(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)小月同时也发现三个实验在生成物的种类、状态和观察到的实验现象三个方面存在不同。请你替小月同学填写空格:乙中发生反应的文字表达式是。丙中观察到的反应现象是。
(3)小月还总结出:三个实验的集气瓶底部都放有少量水,其中甲集气瓶底部放少量水的目的是。
【例 2】氧气是一种化学性质比较活泼的气体,它可以和许多物质发生化学反应。下图是硫粉、红磷、光亮的细铁丝在氧气中燃烧的实验装置示意图。
(1)小月是个善于思考、善于总结的学生,做完实验后,她发现了一些实验的共同点:在反应条件方面,三个实验都要;在能量变化方面,三个实验都是(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)小月同时也发现三个实验在生成物的种类、状态和观察到的实验现象三个方面存在不同。请你替小月同学填写空格:乙中发生反应的文字表达式是。丙中观察到的反应现象是。
(3)小月还总结出:三个实验的集气瓶底部都放有少量水,其中甲集气瓶底部放少量水的目的是。
答案
(1)点燃;放热(2)红磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷;剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体,放出大量的热(3)吸收二氧化硫,防止污染空气
解析
(1)硫、红磷、铁丝在氧气中燃烧都需要点燃,燃烧反应均放热。(2)乙中红磷燃烧生成五氧化二磷,文字表达式为红磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷;丙中铁丝燃烧现象为剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体,放出大量的热。(3)甲中硫燃烧生成二氧化硫,水可吸收二氧化硫防止污染空气。
三、氧气的制取
【例 3】下图是实验室制取气体的有关仪器和装置,据图回答下列问题。

(1)请写出上图所示实验装置中标有序号的仪器名称:②。
(2)用加热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法制取氧气,应选择(从 A~G 中选择,填字母)组合装置,反应的文字表达式为。制取氧气的过程如下,正确顺序是。
① 给试管加热 ② 熄灭酒精灯 ③ 检查气密性 ④ 把药品装入试管,用带导管的胶塞塞紧,固定在铁架台上 ⑤ 用排水法收集氧气 ⑥ 从水中取出导管
A. ③④①⑤②⑥ B. ③④①⑤⑥② C. ④①③⑤②⑥ D. ④①③⑤⑥②
(3)某同学用排水法收集了一瓶氧气,测得氧气的纯度偏低,原因可能是。(填字母)
a. 收集气体前,集气瓶没有注满水
b. 导管口开始有气泡冒出,立刻收集
c. 收集气体后,集气瓶中仍有少量水
(4)右下图为上述反应过程中某变量 y 随时间变化的趋势图,纵坐标表示的是()
A. 固体中氧元素的质量
B. 生成 O₂ 的质量
C. 固体中 MnO₂ 的质量分数
D. 固体中钾元素的质量
【例 3】下图是实验室制取气体的有关仪器和装置,据图回答下列问题。
(1)请写出上图所示实验装置中标有序号的仪器名称:②。
(2)用加热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法制取氧气,应选择(从 A~G 中选择,填字母)组合装置,反应的文字表达式为。制取氧气的过程如下,正确顺序是。
① 给试管加热 ② 熄灭酒精灯 ③ 检查气密性 ④ 把药品装入试管,用带导管的胶塞塞紧,固定在铁架台上 ⑤ 用排水法收集氧气 ⑥ 从水中取出导管
A. ③④①⑤②⑥ B. ③④①⑤⑥② C. ④①③⑤②⑥ D. ④①③⑤⑥②
(3)某同学用排水法收集了一瓶氧气,测得氧气的纯度偏低,原因可能是。(填字母)
a. 收集气体前,集气瓶没有注满水
b. 导管口开始有气泡冒出,立刻收集
c. 收集气体后,集气瓶中仍有少量水
(4)右下图为上述反应过程中某变量 y 随时间变化的趋势图,纵坐标表示的是()
A. 固体中氧元素的质量
B. 生成 O₂ 的质量
C. 固体中 MnO₂ 的质量分数
D. 固体中钾元素的质量
答案
(1)长颈漏斗 (2)BF;氯酸钾$\xrightarrow[加热]{二氧化锰}$氯化钾+氧气;B (3)ab (4)C
解析
(1)仪器②为长颈漏斗。
(2)加热氯酸钾和二氧化锰混合物制取氧气,发生装置选固体加热型B,收集装置可选排水法F,故组合为BF;反应文字表达式为氯酸钾$\xrightarrow[加热]{二氧化锰}$氯化钾+氧气;制取步骤为“查装定点收移熄”,顺序为③④①⑤⑥②,选B。
(3)集气瓶未注满水(a)或气泡刚冒出就收集(b)会导致氧气纯度偏低,选ab。
(4)反应中MnO₂质量不变,固体总质量减少,其质量分数增大,选C。
(2)加热氯酸钾和二氧化锰混合物制取氧气,发生装置选固体加热型B,收集装置可选排水法F,故组合为BF;反应文字表达式为氯酸钾$\xrightarrow[加热]{二氧化锰}$氯化钾+氧气;制取步骤为“查装定点收移熄”,顺序为③④①⑤⑥②,选B。
(3)集气瓶未注满水(a)或气泡刚冒出就收集(b)会导致氧气纯度偏低,选ab。
(4)反应中MnO₂质量不变,固体总质量减少,其质量分数增大,选C。
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