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初中化学

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    某研究性学习小组设计了如图所示的定量测定装置,其中B是圆筒状玻璃容器(带密封盖子),上面标有以厘米为单位的刻度,其他夹持装置已略去.小玲同学用这套装置按下列操作过程探究空气中氧气的体积分数:
    ①检查装置的气密性.
    ②容器A、B中加入水,使B中的液面在15cm处.
    ③将过量的铁粉平铺在电热板上,盖好容器.
    ④通电加热铁粉,待充分反应后,冷却到原来的状况,调整A的高度使容器A、B中的液面保持水平,记录液面刻度.
    请回答下列问题:
    (1)在操作①中检查装置气密性的最佳方法是______.
    A.双手握住B容器,观察A中液面是否上升
    B.双手握住B容器,观察A中是否有气泡产生
    C.调整A的高度,观察A、B中的液体是否出现液面差,且保持不变
    (2)该反应中,铁粉发生了______ 反应.
    (3)在该同学的实验中,下列物质能代替铁粉的有______.
    A.红磷    B.木炭    C.铜粉    D.硫粉
    (4)操作④结束时,装置B中的液面最接近的刻度是______.
    魔方格

    本题信息:2004年北碚区化学问答题难度较难 来源:未知
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本试题 “某研究性学习小组设计了如图所示的定量测定装置,其中B是圆筒状玻璃容器(带密封盖子),上面标有以厘米为单位的刻度,其他夹持装置已略去.小玲同学用这套装...” 主要考查您对

空气中氧气含量的测定

S,Fe,C,P等物质在氧气中的燃烧

常见仪器和装置的用途

等考点的理解。关于这些考点您可以点击下面的选项卡查看详细档案。
  • 空气中氧气含量的测定
  • S,Fe,C,P等物质在氧气中的燃烧
  • 常见仪器和装置的用途

     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。

氧化的化学性质很活泼,很多物质都能与氧气发生化学反应。
部分物质在空气中和氧气中反应的对比:

a)碳和氧气反应
方程式:C + O2CO2
现象:剧烈燃烧,发白光,放热,生成使澄清石灰水变浑浊的气体

b)硫和氧气反应
方程式:S + O2SO2
现象:发出明亮的蓝紫色火焰,放热,生成有刺激性气味的气体
注意:实验前应在瓶底放少量水,用来吸收生成的有毒气体。

c)红磷和氧气反应:
方程式:4P + 5O22P2O5
现象:发出耀眼的白光,放热,生成大量白烟
生成的P2O5是固体小颗粒,现象为白烟,不是白雾。

d)铁和氧气的反应:
方程式:3Fe + 2O2Fe3O4
现象:剧烈燃烧,火星四射,放出热量,生成黑色物质
注意:集气瓶底放一层细沙或少量水。

e)镁和氧气反应:
方程式:2Mg + O22MgO
现象:剧烈燃烧,发出耀眼的白光,放出热量,生成白色粉末状固体,有白烟。
注意:不能手持镁条,应用坩埚钳夹持。

f)石蜡和氧气反应
文字表达式:石蜡+氧气水+二氧化碳
现象:剧烈燃烧,放出热量,发出白光,如果在火焰上方罩一个干冷烧杯,
烧杯内壁有水珠,生成使澄清石灰水变浑浊的气体。
烟和雾的区别:

a)烟:大量固体小颗粒分散在空气长产生烟。红磷燃烧产生大量白烟,是燃烧生成的固体P2O5分散在空气中形成的
b)雾:大量小液滴分散在气体中产生雾。打开盛浓盐酸的瓶塞,瓶口有白雾,是挥发的HCl气体遇到空气中的水蒸气形成了盐酸小液滴。
a)光:固体物质燃烧使发光。镁条燃烧发出耀眼的强光,木炭在氧气中燃烧产生白光
b)气体物质和容易气化的物质燃烧时产生火焰。蜡烛在氧气中燃烧产生白色的火焰,是石蜡熔化后生成的气体燃烧而产生的。

描述物质在氧气中燃烧的现象的技巧:

可按三个顺序从三个方面进行:
(1)剧烈燃烧,有什么颜色的光,火焰;
(2)放热;
(3)生成物的特性

   “万能瓶”是最普通但很重要的一种仪器,它在化学实验中有广泛的应用。如果我们知道了,它的诸多功能,解答试题时就会得心麻手,事半功倍。


“万能瓶”在化学实验中有以下一些功能:

1.洗气(长进短出)
当制得的气体不纯时,或者要埘气体进行除杂时,都要想办法去掉杂质气体,这就是所谓的“洗气”,洗气瓶内装有吸收杂质的液体,混合气从长端进、短端出 (即长进短山或深入浅出)。如除去CO中混有的 CO2和水蒸气,应先通过 NaOH溶液,再通过浓硫酸。混合气体从A端进,两次洗气后CO从B端出(如图)。


2.集气(贮气)
①排空气法收集气体(如图所示):排空气法收集密度比空气大的气体(如O2或CO2等),气体从a端通入,空气从b端导出。排空气法收集密度比空气小的气体(如H2等),气体从b端通入,空气从a端导出

②排水法收集气体(如图所示) 瓶中盛满水,气体从b端进,水从a 端出。


3.量气(短入长出。如图所示)
瓶内先装满水,气体从a端进入,b 端接一个量筒,通过测量量筒内水的体积从而测得生成气体的体积。若气体能与氧气反应,可在瓶内水面上加一层油。


4.验气(检验或证明某气体,如图所示)
瓶内装有验证某气体所需试剂,检验时必须要有现象。气体流向是:长进短出,即a进b出。如检验CO中是否混有CO2,应通过Ca (OH)2溶液.观察有无白色沉淀生成。


5.安全瓶(长入短出,如图所示)
点燃可燃气体时,瓶内装少量水,将点燃的气体与发生装置产生的气体分隔开。
 

6.制取气体(如图所示)
打开橡皮塞装入固体,液体从b端流人(注意:瓶内的液面要液封b导管口)后立即夹紧橡皮管,产生的气体从a导管导出。如制取O2或CO2


实验方案设计的几种方法:

1. 对比实验设计:
 对比实验使实验设计中的一种基本思路,有利于实验现象的对比,有利于推理论证结论。如某学生欲探究碳酸具有酸性而二氧化碳不具有酸性,按下图进行实验。


2. 控制变量实验设计:
一个问题常常受多方面的因素制约,为了研究每一个因素对问题的影响程度.常常采取控制变量法逐个检验,每一个现象只说明一个问题,换一个条件再检验其他因素的影响。综合各个因素对问题的影响作出综合性的判断,如课本上燃烧条件实验设计和铁的生锈条条件设计是控制变量实验设计。
解答实验设计题的方法技巧:

(1)解答实验探究题首先应具备良好的实验操作基本知识,懂得操作的一般步骤和原理,熟悉相关物质的性质、制备原理和变化规律。同时要读懂题,明确实验目的,充分利用题中所给信息(如装置、药品、题干中描述的目的等),分析题意设计相关的猜想(假设),提出问题,设汁实验的程序,再分现象得出相关的结论和启示、解答实验题还应具备整体、全局意识,即审题时要先统观全局,逐字逐句把整道题审读一遍再细致地读懂每一步要求,这样才能在答题时少丢分或不丢分。

(2)实验方案设计题的解答思路与方法
①明确实验目的——明确实验的目的和要求,弄清题给的新信息。
②选择仪器、药品——选择合理的化学仪器和药品。
③设计装置、步骤一一设计出合理的实验装置和实验操作步骤
④记录现象、数据一一一全面、及时而准确地记录实验过程中的数据和现象。
⑤分析得出结论一根据实验的观象和记录的数据,通过分析、计算、列图表、推理等处理,得出正确的结论。

化学实验的典型装置:

(1)防倒吸装置:在水中溶解性很大的气体(如HCl,NH3等),特别要注意防倒吸(如下图所示)


(2)防污染装置:燃烧法,吸收法,和袋装法


(3)气体的测量装置


(4)干燥除杂装置


(5)启普发生器原理反应装置


(6)常见的电解水装置


自制电解水装置:

(1)用一个大瓶子,截去瓶底,留瓶口一段约高8~10cm。瓶口配一胶塞,由里向外塞紧。用镀铬曲别针伸直一段由塞子上扎出,在瓶塞露头处连接导线,做成电解槽如下图I。

(2)也可用普通玻璃杯(或烧杯)作电解槽。把硬导线跟镀铬曲别针用焊锡焊牢,导线用塑料管套起来,管口可以用蜡或沥青封住。把做好的电极同定在一块木板上,如图Ⅱ,电极的硬导线可以架在玻璃杯(电解槽)的壁上,集气管倒放在木板上。其他电解水装置如下图。

 


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