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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 验证物质燃烧的条件 中和反应及在实际中的应用 试题正文
  • 实验题
    下图是同学们探究过的三个重要实验，仔细观察，回答下列问题：

    （1）图1是测定空气中中氧气含量的实验。在实验过程中，观察到红磷燃烧的现象是：剧烈燃烧、放出大量热和____________。排除了气密性不好等因素外，过量红磷燃烧熄灭后集气瓶内_________(填”“仍有”或“没有”)残余的氧气。
    （2）图2是燃烧条件的实验探究。
    ①铜片上的白磷燃烧，水中的白磷不燃烧，可得出的燃烧条件之一是______________；
    ②铜片上的白磷燃烧而红磷不燃烧，可得出的燃烧条件之一是__________________。
    （3）图3是硫酸中和反应的实验探究。某同学在烧杯中加入10mL氢氧化钠溶液，用滴管滴入稀盐酸并不断搅拌，再滴入几滴酚酞试液，溶液呈无色，此时烧杯中的溶质（除酚酞外）可能有两种情况：
    ①溶质是___________（填化学式，下同）；
    ②溶质是___________。
    本题信息：2010年云南省中考真题化学实验题难度较难 来源:刘敬
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本试题 “下图是同学们探究过的三个重要实验，仔细观察，回答下列问题：（1）图1是测定空气中中氧气含量的实验。在实验过程中，观察到红磷燃烧的现象是：剧烈燃烧、放...” 主要考查您对

空气中氧气含量的测定

验证物质燃烧的条件

中和反应及在实际中的应用

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  • 空气中氧气含量的测定
  • 验证物质燃烧的条件
  • 中和反应及在实际中的应用

     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。

定义：
燃烧是一种发光、发热的剧烈的化学反应。认识燃烧，科学地利用和控制燃烧，使燃烧为人类服务是十分重要的。

燃烧条件的探究实验：

1. 实验方案
实验方案 实验现象 分析
分别将一小块白磷和一小块红磷放在薄铜片上，另取一小块白磷放入热水中，如下图：
 ①薄铜片上：白磷燃烧，产生大量白烟，红磷没有变化
②热水中，白磷没有燃烧		 ①白磷、红磷都是可燃物．薄铜片上的白磷与O2接触，同时温度达到白磷的着火点，故白磷能够燃烧
②薄铜片上的红磷与O2 接触，但温度没有达到其着火点，热水中的白磷温度达到了其着火点．但没有与O2接触，所以红磷和水中的白磷都不能燃烧

2. 实验结论：
燃烧必须同时具备：
①可燃物
②氧气（空气）
③达到燃烧所需的最低温度（着火点）
1. 着火点：可燃物燃烧所需的最低温度叫着火点，是物质固有的一种性质，与物质本身的性质有关，一般不随外界条件的改变而改变。
在通常状况下一些常见物质的着火点
物质 白磷 红磷 木材 木炭 无烟煤
着火点/℃ 40 240 250-330 320-370 700-750
2. 探究燃烧条件的实验设计方法
燃烧必须同时具备： ①可燃物 ②氧气（空气） ③达到燃烧所需的最低温度（着火点）。中考试题往往以实验设计题的形式来考查燃烧规律。燃烧条件的探究设计常常运用控制变量—对比法。
（1）分析对比实验设计

实验1：探究可燃物才能燃烧
实验2：探究可燃物接触氧气才能燃烧
实验3：探究达到着火点可燃物才能燃烧
（2）综合控制变量

①把白磷和红磷都漏置在空气中（对比），用0℃的热水控制温度（这个温度高于白磷的着火点，低于红磷的着火点），白磷能燃烧，红磷不能燃烧，证明可燃物与氧气接触，且可燃物还必须达到着火点才能燃烧。
②烧杯底部放一块白磷，用水控制不让白磷与空气接触，温度仍然是80℃，与铜片上的白磷对比，证明可燃物即使温度达到着火点，如果不与氧气接触也不能燃烧。
中和反应：
(1)定义：酸跟碱作用生成盐和水的反应，叫做中和反应。

(2)实质：酸中的氢离子与碱中的氢氧根离子作用生成水的过程。


概念理解：
①中和反应一定生成盐和水，但生成盐和水的反应不一定是中和反应。如Fe2O3+6HCl==2FeCl3+3H2O不是中和反应
②中和反应一定是复分解反应，但复分解反应不一定是中和反应。二者的关系是复分解反应包含了中和反应。

探究中和反应是否发生的方法：
酸与碱作用生成盐和水的反应叫中和反应，中和反应一般情况下没有明显的外观现象【H2SO4+ Ba(OH)2==BaSO4↓+2H2O除外】。
探究酸碱发生中和反应的方法有以下几种(以HCl和NaOH反应为例):

1. 指示剂法。先在NaOH溶液中滴加几滴酚酞溶液，溶液显红色，然后再滴加盐酸，观察到红色逐渐消失，则证明NaOH溶液与稀盐酸发生了化学反应。

2. pH试纸法。先用pH试纸测定NaOH溶液的pH，再滴加盐酸，并不断振荡溶液，同时多次测定混合溶液的pH。如果测得pH逐渐变小且小于7，则证明 NaOH溶液与稀盐酸发生了化学反应。

3. 热量变化法。化学反应通常伴随着能量的变化.所以可借助反应前后的温度变化来判断反应的发生。如果NaOH溶液与稀盐酸混合前后温度有变化，则证明发生了化学反应。
中和反应的应用：
①改变土壤的酸碱性根据土壤情况，可以利用中和反应，在土壤中加人适量酸性或碱性物质，调节土壤的酸碱性，以利于植物生长。如:近年来由于空气污染造成的酸雨，导致一些地方的土壤显酸性，不利于农作物生长，人们通常向土壤中撒适量熟石灰中和其酸性。

②处理工厂的废水工厂里排出的废水有一些显酸性或碱性，直接排放会对水体和环境造成污染。通常在排出的废水中加入适量的碱性或酸性物质中和。如:废水中含有硫酸可向其中加人适从熟石灰，反应的化学方程式为：H2SO4+Ca(OH)2==CaSO4+2H2O。

③用于医药人体胃酸(主要成分是盐酸)过多，会造成消化不良，甚至会产生胃病，通常服用呈碱性的物质来消除症状，如氢氧化铝，反应的化学方程式为：3HCl+Al(OH)3== AlCl3+3H2O。被蚊虫叮咬(蚊虫能分泌出蚁酸)后，可在患处涂上显碱胜的物质，如:NH3·H2O。
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