9.某化学兴趣小组用如图所示的实验测定空气中氧气的体积分数。

(1)图1实验中发生反应的文字表达式为
(2)图2实验中装置的优点是
(3)图3实验
(4)进行图4实验时,先在实际容积为250 mL的集气瓶中装入50 mL的水,然后在粗铜丝末端的铜勺中放足量白磷,点燃酒精灯加热铜丝一端,白磷燃烧。该实验主要利用了铜的
(1)图1实验中发生反应的文字表达式为
红磷+氧气$\xrightarrow{点燃}$五氧化二磷
;若实验后发现测得空气中氧气的体积分数小于$\frac{1}{5}$,则可能的原因有装置漏气(合理即可)
(写一点即可)。(2)图2实验中装置的优点是
有较好的气密性(或实验数值更准确或不污染空气,合理即可)
(写一点即可)。(3)图3实验
不能
(选填“能”或“不能”)用来测定空气中氧气的含量,原因是木炭燃烧生成的气体会弥补所消耗氧气的体积,导致集气瓶内压强变化不明显(合理即可)
。(4)进行图4实验时,先在实际容积为250 mL的集气瓶中装入50 mL的水,然后在粗铜丝末端的铜勺中放足量白磷,点燃酒精灯加热铜丝一端,白磷燃烧。该实验主要利用了铜的
导热
性。若实验成功,则最终集气瓶中水的体积约为90
mL。答案
9.(1)红磷+氧气$\xrightarrow{点燃}$五氧化二磷 装置漏气(合理即可)
(2)有较好的气密性(或实验数值更准确或不污染空气,合理即可)
(3)不能 木炭燃烧生成的气体会弥补所消耗氧气的体积,导致集气瓶内压强变化不明显(合理即可)
(4)导热 90
(2)有较好的气密性(或实验数值更准确或不污染空气,合理即可)
(3)不能 木炭燃烧生成的气体会弥补所消耗氧气的体积,导致集气瓶内压强变化不明显(合理即可)
(4)导热 90
解析
【分析】
本题围绕测定空气中氧气体积分数的实验展开,需结合实验原理、药品选择、装置特点等分析各问题:
(1) 图1是红磷燃烧测氧气体积分数,反应为红磷与氧气点燃生成五氧化二磷;氧气体积分数小于1/5的原因可从装置气密性、药品量、操作时机等角度分析。
(2) 图2用太阳光点燃红磷,无需打开瓶塞,可从气密性、实验准确性、环保性分析优点。
(3) 图3用木炭,需考虑木炭燃烧的产物对瓶内压强的影响,判断能否用于测定氧气体积。
(4) 图4中铜丝传递热量使白磷燃烧,利用铜的导热性;计算时需先确定集气瓶内空气体积,再结合氧气体积占比算最终水的体积。
【解析】
(1) 红磷在氧气中燃烧生成五氧化二磷,文字表达式为:红磷+氧气$\xrightarrow{点燃}$五氧化二磷;测得氧气体积分数小于$\frac{1}{5}$,可能原因是装置漏气(冷却时外界空气进入瓶内,导致压强差偏小,进入水的体积偏少,合理即可)。
(2) 图2实验用太阳光聚光点燃红磷,不需要打开橡胶塞,避免了装置内气体逸出,因此装置气密性更好,实验数值更准确,且不污染空气(合理即可)。
(3) 图3实验不能测定空气中氧气含量;原因是木炭燃烧生成二氧化碳气体,消耗氧气的同时生成了气体,集气瓶内压强变化不明显,无法通过水的体积变化确定氧气体积(合理即可)。
(4) 酒精灯加热铜丝一端,热量通过铜丝传递使白磷达到着火点燃烧,利用了铜的导热性;集气瓶实际容积250 mL,装入50 mL水后,瓶内空气体积为$250\ \mathrm{mL}-50\ \mathrm{mL}=200\ \mathrm{mL}$,氧气约占空气体积的$\frac{1}{5}$,则氧气体积为$200\ \mathrm{mL}×\frac{1}{5}=40\ \mathrm{mL}$,实验成功后,水进入集气瓶,最终集气瓶中水的体积为$50\ \mathrm{mL}+40\ \mathrm{mL}=90\ \mathrm{mL}$。
【答案】
(1) 红磷+氧气$\xrightarrow{点燃}$五氧化二磷;装置漏气(合理即可)
(2) 有较好的气密性(或实验数值更准确或不污染空气,合理即可)
(3) 不能;木炭燃烧生成的气体会弥补所消耗氧气的体积,导致集气瓶内压强变化不明显(合理即可)
(4) 导热;90
【知识点】
测定空气中氧气的体积分数、红磷燃烧反应、金属的导热性
【点评】
本题通过不同实验装置对比,考查测定空气中氧气体积分数的核心原理,需掌握“消耗氧气且不生成气体”的关键要求,同时理解装置改进的意义、误差分析方法,以及结合实验数据计算的能力,是初中化学的重点实验题型。
【难度系数】
0.5
本题围绕测定空气中氧气体积分数的实验展开,需结合实验原理、药品选择、装置特点等分析各问题:
(1) 图1是红磷燃烧测氧气体积分数,反应为红磷与氧气点燃生成五氧化二磷;氧气体积分数小于1/5的原因可从装置气密性、药品量、操作时机等角度分析。
(2) 图2用太阳光点燃红磷,无需打开瓶塞,可从气密性、实验准确性、环保性分析优点。
(3) 图3用木炭,需考虑木炭燃烧的产物对瓶内压强的影响,判断能否用于测定氧气体积。
(4) 图4中铜丝传递热量使白磷燃烧,利用铜的导热性;计算时需先确定集气瓶内空气体积,再结合氧气体积占比算最终水的体积。
【解析】
(1) 红磷在氧气中燃烧生成五氧化二磷,文字表达式为:红磷+氧气$\xrightarrow{点燃}$五氧化二磷;测得氧气体积分数小于$\frac{1}{5}$,可能原因是装置漏气(冷却时外界空气进入瓶内,导致压强差偏小,进入水的体积偏少,合理即可)。
(2) 图2实验用太阳光聚光点燃红磷,不需要打开橡胶塞,避免了装置内气体逸出,因此装置气密性更好,实验数值更准确,且不污染空气(合理即可)。
(3) 图3实验不能测定空气中氧气含量;原因是木炭燃烧生成二氧化碳气体,消耗氧气的同时生成了气体,集气瓶内压强变化不明显,无法通过水的体积变化确定氧气体积(合理即可)。
(4) 酒精灯加热铜丝一端,热量通过铜丝传递使白磷达到着火点燃烧,利用了铜的导热性;集气瓶实际容积250 mL,装入50 mL水后,瓶内空气体积为$250\ \mathrm{mL}-50\ \mathrm{mL}=200\ \mathrm{mL}$,氧气约占空气体积的$\frac{1}{5}$,则氧气体积为$200\ \mathrm{mL}×\frac{1}{5}=40\ \mathrm{mL}$,实验成功后,水进入集气瓶,最终集气瓶中水的体积为$50\ \mathrm{mL}+40\ \mathrm{mL}=90\ \mathrm{mL}$。
【答案】
(1) 红磷+氧气$\xrightarrow{点燃}$五氧化二磷;装置漏气(合理即可)
(2) 有较好的气密性(或实验数值更准确或不污染空气,合理即可)
(3) 不能;木炭燃烧生成的气体会弥补所消耗氧气的体积,导致集气瓶内压强变化不明显(合理即可)
(4) 导热;90
【知识点】
测定空气中氧气的体积分数、红磷燃烧反应、金属的导热性
【点评】
本题通过不同实验装置对比,考查测定空气中氧气体积分数的核心原理,需掌握“消耗氧气且不生成气体”的关键要求,同时理解装置改进的意义、误差分析方法,以及结合实验数据计算的能力,是初中化学的重点实验题型。
【难度系数】
0.5
10. 核心素养·科学探究与实践 某研究性学习小组选择“可燃物燃烧的剧烈程度与哪些因素有关”的课题进行探究。
【提出问题】可燃物燃烧的剧烈程度与哪些因素有关?
【作出猜想】可能与氧气的浓度有关。
【进行实验】按下表进行实验,并记录实验现象。

【实验结论】(1)写出铁在氧气中燃烧的反应的文字表达式:
(2)填写实验②中反应对应的现象:
(3)对比实验
(4)请再列举一种可能影响可燃物燃烧的剧烈程度的因素:
【提出问题】可燃物燃烧的剧烈程度与哪些因素有关?
【作出猜想】可能与氧气的浓度有关。
【进行实验】按下表进行实验,并记录实验现象。
【实验结论】(1)写出铁在氧气中燃烧的反应的文字表达式:
铁+氧气$\xrightarrow{点燃}$四氧化三铁
。(2)填写实验②中反应对应的现象:
产生蓝紫色火焰,有带刺激性气味的气体生成
。(3)对比实验
①③(或②④)
,说明可燃物燃烧的剧烈程度与氧气的浓度有关;对比实验①④,说明可燃物燃烧的剧烈程度还与可燃物的种类
有关。(4)请再列举一种可能影响可燃物燃烧的剧烈程度的因素:
可燃物与空气接触面的大小(合理即可)
。答案
10.(1)铁+氧气$\xrightarrow{点燃}$四氧化三铁
(2)产生蓝紫色火焰,有带刺激性气味的气体生成
(3)①③(或②④) 可燃物的种类
(4)可燃物与空气接触面的大小(合理即可)
(2)产生蓝紫色火焰,有带刺激性气味的气体生成
(3)①③(或②④) 可燃物的种类
(4)可燃物与空气接触面的大小(合理即可)
解析
【分析】
要解决这道题,需结合常见可燃物在空气和氧气中燃烧的现象,运用控制变量法分析对比实验,掌握铁燃烧的反应表达式,再推导影响燃烧剧烈程度的其他因素。步骤如下:1. 回忆铁在氧气中燃烧的反应,书写对应文字表达式;2. 回忆硫在氧气中燃烧的现象,填写实验②的现象;3. 对比实验时,控制变量(探究氧气浓度则可燃物种类相同,探究可燃物种类则氧气浓度相同),找出对应对比组;4. 结合生活实例,推导其他影响燃烧剧烈程度的因素。
【解析】
(1) 铁在氧气中点燃生成四氧化三铁,文字表达式为:铁+氧气$\xrightarrow{点燃}$四氧化三铁;
(2) 硫在氧气中燃烧的现象是产生蓝紫色火焰,生成有刺激性气味的气体,故实验②的现象为产生蓝紫色火焰,有带刺激性气味的气体生成;
(3) 探究氧气浓度对燃烧剧烈程度的影响时,需控制可燃物种类相同,仅氧气浓度不同,符合条件的是实验①(细铁丝在空气)和③(细铁丝在氧气),或实验②(硫粉在氧气)和④(硫粉在空气);实验①和④中,可燃物种类不同、氧气浓度相同,现象不同,说明燃烧剧烈程度还与可燃物的种类有关;
(4) 影响可燃物燃烧剧烈程度的因素还有可燃物与空气接触面的大小(如蜂窝煤比煤块燃烧更剧烈)等。
【答案】
(1)铁+氧气$\xrightarrow{点燃}$四氧化三铁;(2)产生蓝紫色火焰,有带刺激性气味的气体生成;(3)①③(或②④);可燃物的种类;(4)可燃物与空气接触面的大小(合理即可)
【知识点】氧气的化学性质;燃烧与剧烈程度;对比实验法
【点评】
本题为实验探究题,通过控制变量法探究可燃物燃烧剧烈程度的影响因素,考查基础实验现象、反应表达式的书写,注重实验分析能力,难度适中,贴合初中化学核心素养的要求。
【难度系数】
0.6
要解决这道题,需结合常见可燃物在空气和氧气中燃烧的现象,运用控制变量法分析对比实验,掌握铁燃烧的反应表达式,再推导影响燃烧剧烈程度的其他因素。步骤如下:1. 回忆铁在氧气中燃烧的反应,书写对应文字表达式;2. 回忆硫在氧气中燃烧的现象,填写实验②的现象;3. 对比实验时,控制变量(探究氧气浓度则可燃物种类相同,探究可燃物种类则氧气浓度相同),找出对应对比组;4. 结合生活实例,推导其他影响燃烧剧烈程度的因素。
【解析】
(1) 铁在氧气中点燃生成四氧化三铁,文字表达式为:铁+氧气$\xrightarrow{点燃}$四氧化三铁;
(2) 硫在氧气中燃烧的现象是产生蓝紫色火焰,生成有刺激性气味的气体,故实验②的现象为产生蓝紫色火焰,有带刺激性气味的气体生成;
(3) 探究氧气浓度对燃烧剧烈程度的影响时,需控制可燃物种类相同,仅氧气浓度不同,符合条件的是实验①(细铁丝在空气)和③(细铁丝在氧气),或实验②(硫粉在氧气)和④(硫粉在空气);实验①和④中,可燃物种类不同、氧气浓度相同,现象不同,说明燃烧剧烈程度还与可燃物的种类有关;
(4) 影响可燃物燃烧剧烈程度的因素还有可燃物与空气接触面的大小(如蜂窝煤比煤块燃烧更剧烈)等。
【答案】
(1)铁+氧气$\xrightarrow{点燃}$四氧化三铁;(2)产生蓝紫色火焰,有带刺激性气味的气体生成;(3)①③(或②④);可燃物的种类;(4)可燃物与空气接触面的大小(合理即可)
【知识点】氧气的化学性质;燃烧与剧烈程度;对比实验法
【点评】
本题为实验探究题,通过控制变量法探究可燃物燃烧剧烈程度的影响因素,考查基础实验现象、反应表达式的书写,注重实验分析能力,难度适中,贴合初中化学核心素养的要求。
【难度系数】
0.6
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