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初中三年级化学

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首页 初中三年级化学知识 空气中氧气含量的测定 化学反应方程式的配平 试题正文
  • 实验题
    为粗略测量空气中O2与N2的体积比，某学生设计了如图所示的实验装置进行实验．实验时，先关闭弹簧夹a，将螺旋状的铜丝在酒精灯的灼烧后迅速插入大试管，接触试管底部的过量的白磷，然后立即塞紧橡皮塞．由于白磷的着火点比红磷低得多，因此反应很容易发生，可观察到大试管中产生大量的白烟．试回答以下问题：

    （1）试配平下列化学方程式：             P+                 O2→                P2O5．
    （2）待试管冷却后打开弹簧夹，此时可观察到的现象为                                     ，据此可证实空气中O2与N2的体积比大约为                            ．
    （3）如果装置气密性不好，则测出的O2与N2的体积比将                               （填“偏大”、“偏小”、或“不变”）．
    本题信息：2012年江西省月考题化学实验题难度较难 来源:张欢欢（初中化学）
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本试题 “为粗略测量空气中O2与N2的体积比，某学生设计了如图所示的实验装置进行实验．实验时，先关闭弹簧夹a，将螺旋状的铜丝在酒精灯的灼烧后迅速插入大试管，接触试...” 主要考查您对

空气中氧气含量的测定

化学反应方程式的配平

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  • 空气中氧气含量的测定
  • 化学反应方程式的配平

     空气中氧气含量的测定实验是初中化学的一个重要实验，同时也是历年各地中考命题的热点。近年来在课本实验的基础上进行拓展、创新，旨在考查同学们的实验探究能力及创新思维能力已成为中考命题的趋势。

空气中氧气含量的测定实验：

原理 利用红磷在空气中燃烧，将瓶内氧气消耗掉，生成五氧化二磷固体，使空气内压强减少，在大气压作用下，进入容器内水的体积即为减少的氧气的体积。4P + 5O22P2O5
装置
步骤 ①连接装置，检查装置气密性
②把集气瓶的容积分成5等份，做好记号。
③用止水夹夹紧胶管。
④在燃烧匙内放入过量的红磷。
⑤点燃燃烧匙中的红磷，立即伸入集气瓶中，把塞子塞紧
⑥待红磷熄灭并冷却后，打开止水阀
现象 ①集气瓶中有大量的白烟生成，并放出热量
②打开止水夹，烧杯中的水倒流到集气瓶中，并上升到约1/5处
结论 空气中氧气的体积分数约为1/5。

实验中的注意事项：

1.测定空气中氧气的体积分数时，所用物质应满足的条件：
①此物质能够在空气中中燃烧，不能用铁丝代替，铁丝在空气中不能燃烧
②此物质在空气中燃烧的时只能消耗氧气，不能消耗其他气体。不能选用镁代替红磷，因为镁不仅与空气中的氧气反应，还和二氧化碳反应。
③此物质在空气中燃烧时只能生成固体，而不能生成气体，一般不用木炭，硫代替红磷。

2.实验失败与成功的原因：
①装置不漏气是本实验成功的关键，所以实验前应检查装置的气密性。如果气密性不好，外界空气会进入容器，使测定结果低于1/5。
②实验中红磷要过量，以消耗容器内全部氧气，否则会使测定结果低于1/5.
③实验完毕，待容器冷却至室温后，再打开止水夹，观察进水的体积，避免因温度高，气体膨胀，使测定结果低于1/5.

空气中氧气含量测定实验的改进：

1.测定原理：
（1）红磷（白磷）在密闭的容器中燃烧，消耗氧气，生成白色固体五氧化二磷。密闭容器内压强减小，大气压将水压入容器，通过测定容器中的水的量测定氧气在空气中的含量。
（2）利用金属与氧气反应，消耗密闭容器中的氧气使密闭容器内压强减小，在大气压的作用下，推动刻度器上的活塞移动，测出氧气体积。

2.装置


3.实验现象
（1）红磷（白磷）燃烧，产生大量白烟
（2）a中睡眠上升约占钟罩内空气体积的1/5
b中进入集气瓶中水的体积约占集气瓶液面以上容积的1/5
c中活塞移动到4处
d中U形管左侧液面上升至刻度1处
e中试管中液面上升至刻度1处
f中右侧的活塞会左移

4.结论
空气中氧气体积约占空气总体积的1/5

5.注意事项
（1）实验中红磷要过量，以消耗容器内全部氧气，否则会使测定结果低于1/5.
（2）装置不漏气是本实验成功的关键，所以实验前应检查装置的气密性。如果气密性不好，外界空气会进入容器，使测定结果低于1/5。
（3）不能用硫、木炭、铁丝等代替红磷（白磷）。因为硫或木炭燃烧后产生的气体会弥补反应所消耗的氧气，导致测得的体积不准确，而细铁丝在空气中难以燃烧，氧气体积几乎不变，因此密闭空气内水面不上升。
（4）导气管要夹紧，燃烧匙放入集气瓶时要迅速，防止空气受热膨胀，从导气管或集气瓶逸出，导致进入水的体积增多，使实验结果偏高。

化学方程式的配平：
      根据质量守恒定律，反应前后原子的种类和数目不变，在反应物和生成物的化学式前配上适当的化学计址数，使各种元素的原子个数在反应前后相等。

配平常用方法：
(1)最小公倍数法
①找出化学方程式左、右两边各出现一次，且原子个数既不相等又相对较多的元素，求出最小公倍数。
②用最小公倍数分别除以含有该元素的化学式中该元素的原子个数，其商就是化学式前的化学计量数。
③由已有的化学计量数，确定其他化学式的化学计量数。如配平：P+O2P2O5，反应前有1个氧分子(即2个氧原子)，反应后有5个氧原子，最小公倍数为2× 5=10，O2的化学计量数为10/2=5，P2O5的化学计量数为10/5=2，那么P的化学计量数为4，把短线改为等号：4P+5O22P2O5。

(2)观察法：
如配平：CO+Fe2O3Fe+CO2，观察发现此反应的1个特点是1个CO分子结合1个氧原子生成1个CO2分子，而Fe2O3中提供了3个氧原子，需要与3个CO分子结合生成3个CO2分子，因此CO，CO2前均配上化学计量数3，Fe的化学计量数为2，把短线改为等号：3CO+Fe2O32Fe+3CO2。

(3)奇数配偶法
配平方法的要点：找出化学方程式两边出现次数最多而且在化学式中原子个数总是一奇一偶的元素，在原子个数是奇数的化学式前配上最小的偶数2，使原子个数由奇数变为偶数并加以配平，若2配不平，再换成4。如配平：FeS2+O2Fe2O3+SO2。 氧元素是该化学方程式中出现次数最多的元素， Fe2O3中的氧原子个数为奇数(3个)，先在Fe2O3前配化学计量数2，接着在FeS2前面配上化学计量数4，使两边的铁原子个数相等。4FeS2+O22Fe2O3+SO2；再在SO2前面配上化学计战数8，使两边S原子个数相等，4FeS2+O22Fe2O3+8SO2；那么生成物各物质前的化学计量数都已确定，氧原子个数也确定，一共22 个，所以在O2前面必须加上化学计量数11才能使化学方程式配平，最后将短线改成等号，即4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2。

(4)定一法
定一法又叫原子守恒法，它适用于配平较复杂的化学方程式，其配平步骤为：
①将式中最复杂的化学式的化学计量数定为1，作为配平起点；
②根据原子个数守恒确定其他物质的化学计量数 (可为分数)；
③若配平后化学计量数出现分数，则在式子两边同乘其分母数，使化学计量数之比变成最简整数比。例如：配平CH3OH+O2CO2+H2O。

(5)待定系数法
C2H2+O2CO2+H2O
设化学式前的化学计量数分别为a,b,c,d,
aC2H2+bO2==cCO2+H2O.
根据质量守恒定律有:
碳原子数:2a=c
氢原子数:2a=2d
氧原子数:2b=2c+d
解得a:b:c:d==2:5:4:2
化学方程式为2C2H2+5O24CO2+2H2O

配平步骤：
a.所给化学方程式中，化学式CH3OH最复杂，将其化学计量数定为1，作为配平起点;
b.通过观察，根据碳原子守恒，在CO2前配上化学计量数1，根据氢原子守恒，在H2O前配上化学计量数2，故生成物中含有氧原子数为1×2+2×1=4，而反应物CH3OH中有一个氧原子，故O2前化学计量数为（4一1）/3 =3/2
c.通分化整，将式子两边化学式前的化学计量数都同乘2，去掉O2前化学计量数的分母，化学方程式即配平。
配平结果:2CH3OH+3O22CO2+4H2O

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