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20. (2024·虎丘校级段考)实验室需收集一瓶约混有1/4体积空气的氧气,下列操作正确的是(
A.集气瓶中灌1/4的水
B.集气瓶中灌3/4的水
C.导管伸入集气瓶体积的1/4处
D.导管伸入集气瓶体积的3/4处
B
)A.集气瓶中灌1/4的水
B.集气瓶中灌3/4的水
C.导管伸入集气瓶体积的1/4处
D.导管伸入集气瓶体积的3/4处
答案：
20.B 解析:需要收集一瓶大约$\frac{1}{4}$空气的氧气，即收集$\frac{3}{4}$的氧气，所以集气瓶中应灌$\frac{3}{4}$的水，故A错误，B正确;用排空气法收集氧气无法收集$\frac{3}{4}$的氧气，因为氧气密度比空气大，会聚集在下部，且氧气与空气均无色、无气味，无法确定氧气的量，故C、D错误。
21. (5分)打赢蓝天保卫战,加强生态文明建设是我们每个人的责任和义务。
(1) 氧气的用途有
(2) 氮气是空气中的主要成分,其在空气中所占的体积分数约为
(3) 为防治空气污染,下列做法应提倡的是
① 使用新能源共享汽车
② 为增加节日氛围,节日期间大量燃放烟花、爆竹
③ 将工厂的烟囱造高,以减少工厂周围的大气污染
④ 加强大气监测,改善环境状况
(1) 氧气的用途有
供给呼吸(或作助燃剂等合理答案均可)
(写一点即可)。(2) 氮气是空气中的主要成分,其在空气中所占的体积分数约为
78%
。在化工行业,氮气是生产氮肥
的重要原料。氮气可用作焊接金属时的保护气
。(3) 为防治空气污染,下列做法应提倡的是
①④
(填序号)。① 使用新能源共享汽车
② 为增加节日氛围,节日期间大量燃放烟花、爆竹
③ 将工厂的烟囱造高,以减少工厂周围的大气污染
④ 加强大气监测,改善环境状况
答案：
(1)供给呼吸(或作助燃剂等合理答案均可)
(2)78% 氮肥 保护气
(3)①④
(1)供给呼吸(或作助燃剂等合理答案均可)
(2)78% 氮肥 保护气
(3)①④
22. (8分)如图Ⅰ、Ⅱ是电解水的简易装置和电解水生成的气体体积与时间的关系图。试回答下列问题。
(1) 若甲试管中生成B气体,则B是
(2) 请写出电解水反应的文字表达式:
(3) 图Ⅲ表示电解水时的微观变化过程,其正确的顺序是
(1) 若甲试管中生成B气体,则B是
氧气
,b应接电源的负
极。(2) 请写出电解水反应的文字表达式:
水$\xrightarrow{通电}$氢气+氧气
。(3) 图Ⅲ表示电解水时的微观变化过程,其正确的顺序是
②①③
(填序号)。
答案：
(1)氧气 负
(2)水$\xrightarrow{\text{通电}}$氢气+氧气
(3)②①③
(1)氧气 负
(2)水$\xrightarrow{\text{通电}}$氢气+氧气
(3)②①③
23. (11分)某化学兴趣小组对"空气中氧气含量的测定"展开探究。现有三个实验小组的同学分别利用不同的方法测定空气中氧气含量。
甲组实验:利用红磷燃烧测定空气中氧气含量。
图Ⅰ是利用压力传感器测定红磷燃烧时集气瓶内气压变化的实验装置;图Ⅱ是集气瓶内气压变化情况。
(1) 用酒精灯点燃燃烧匙中过量的红磷。该反应的符号表达式是
(2) 点燃燃烧匙内的红磷后,应
(3) 下列有关图Ⅱ的分析不正确的是
a. BC段气压增大的主要原因是燃烧放热
b. CD段气压减小的主要原因是集气瓶内氧气不断被消耗且瓶内温度逐渐冷却
c. DE段气压增大的主要原因是烧杯中的水进入集气瓶
d. 若用蜡烛代替红磷完成此实验,则集气瓶内气压变化趋势与图Ⅱ基本一致
(4) 经多次实验发现,当反应停止并恢复至室温时,用氧气浓度传感器测得集气瓶内始终有8%左右的氧气残留,但实际实验中倒吸入瓶内的水的体积能达到理论值(五分之一),其可能的操作原因是
乙组实验:加热铜粉测定空气中氧气含量。图Ⅲ是铜粉与氧气加热生成氧化铜的实验装置。
(5) 实验的主要实验步骤如下:
① 组装装置,检查装置的气密性。
② 向试管中加入足量的铜粉,铜粉要足量的原因是
③ 点燃酒精灯,不停地推拉注射器的活塞,充分反应后停止加热。
(6) 实验开始时,若注射器活塞前沿停在35mL的刻度线处,实验结束并等到具支试管冷却后观察,活塞前沿约停在
(7) 装置中小气球的作用是
丙组实验:利用食品脱氧剂(能吸收空气中氧气且不产生新的气体,不与空气中的其他成分反应)测定空气中氧气的含量。
实验步骤:
① 取一根玻璃管,用橡皮塞将一端密封。
② 将食品脱氧剂粉末迅速装入玻璃管,立即向管口注入一滴水将玻璃管密封,水滴的下端标为A,弹动玻璃管使脱氧剂粉末分布均匀且紧密,脱氧剂的上端标为O,如图甲所示。
③ 水平滚动玻璃管,使食品脱氧剂粉末平铺在玻璃管中,静置至水滴不再移动时,水滴的右端标为B,如图乙所示。
④ 用刻度尺测量出AO段和AB段的长度,并计算出AB与AO的比值,将数据记录在表格中。
(8) 根据表格中数据,可知空气中氧气含量为
思考讨论:
(9) 步骤③中,将食品脱氧剂粉末平铺在玻璃管中的目的是
(10) 步骤②中,若脱氧剂粉末不够紧密,则结果
甲组实验:利用红磷燃烧测定空气中氧气含量。
图Ⅰ是利用压力传感器测定红磷燃烧时集气瓶内气压变化的实验装置;图Ⅱ是集气瓶内气压变化情况。
(1) 用酒精灯点燃燃烧匙中过量的红磷。该反应的符号表达式是
P+O₂$\xrightarrow{点燃}$P₂O₅
。(2) 点燃燃烧匙内的红磷后,应
迅速
(填"迅速"或"缓慢")伸入集气瓶中并把橡皮塞塞紧。待红磷熄灭并冷却后,打开止水夹。(3) 下列有关图Ⅱ的分析不正确的是
d
(填字母)。a. BC段气压增大的主要原因是燃烧放热
b. CD段气压减小的主要原因是集气瓶内氧气不断被消耗且瓶内温度逐渐冷却
c. DE段气压增大的主要原因是烧杯中的水进入集气瓶
d. 若用蜡烛代替红磷完成此实验,则集气瓶内气压变化趋势与图Ⅱ基本一致
(4) 经多次实验发现,当反应停止并恢复至室温时,用氧气浓度传感器测得集气瓶内始终有8%左右的氧气残留,但实际实验中倒吸入瓶内的水的体积能达到理论值(五分之一),其可能的操作原因是
燃烧匙中的红磷点燃后伸入集气瓶太慢
。乙组实验:加热铜粉测定空气中氧气含量。图Ⅲ是铜粉与氧气加热生成氧化铜的实验装置。
(5) 实验的主要实验步骤如下:
① 组装装置,检查装置的气密性。
② 向试管中加入足量的铜粉,铜粉要足量的原因是
将装置内的氧气耗尽
。③ 点燃酒精灯,不停地推拉注射器的活塞,充分反应后停止加热。
(6) 实验开始时,若注射器活塞前沿停在35mL的刻度线处,实验结束并等到具支试管冷却后观察,活塞前沿约停在
8
mL的刻度线处。若实验过程中没有不断推拉注射器活塞,则可能导致测定的氧气含量偏小
(填"偏大""偏小"或"不变")。(7) 装置中小气球的作用是
防止装置内压强过大，冲开橡皮塞，导致实验失败
。丙组实验:利用食品脱氧剂(能吸收空气中氧气且不产生新的气体,不与空气中的其他成分反应)测定空气中氧气的含量。
实验步骤:
① 取一根玻璃管,用橡皮塞将一端密封。
② 将食品脱氧剂粉末迅速装入玻璃管,立即向管口注入一滴水将玻璃管密封,水滴的下端标为A,弹动玻璃管使脱氧剂粉末分布均匀且紧密,脱氧剂的上端标为O,如图甲所示。
③ 水平滚动玻璃管,使食品脱氧剂粉末平铺在玻璃管中,静置至水滴不再移动时,水滴的右端标为B,如图乙所示。
④ 用刻度尺测量出AO段和AB段的长度,并计算出AB与AO的比值,将数据记录在表格中。
(8) 根据表格中数据,可知空气中氧气含量为
20.94%
(用百分数表示)。思考讨论:
(9) 步骤③中,将食品脱氧剂粉末平铺在玻璃管中的目的是
增大与氧气的接触面积,充分吸收氧气
。(10) 步骤②中,若脱氧剂粉末不够紧密,则结果
偏大
(填"偏大""偏小"或"不变")。
答案：
(1)P+O₂$\xrightarrow{点燃}$P₂O₅
(2)迅速
(3)d
(4)燃烧匙中的红磷点燃后伸入集气瓶太慢(合理答案均可)
(5)②将装置内的氧气耗尽
(6)8 偏小
(7)防止装置内压强过大，冲开橡皮塞，导致实验失败(合理答案均可)
(8)20.94%
(9)增大与氧气的接触面积,充分吸收氧气
(10)偏大解析:
(8)根据实验操作及实验数据知，AB与AO的比值是空气中氧气的含量，三次实验的平均值为$\frac{0.2092+0.2093+0.2097}{3}$×100%=20.94%,则根据表格中数据，可知空气中氧气含量为20.94%。
(1)P+O₂$\xrightarrow{点燃}$P₂O₅
(2)迅速
(3)d
(4)燃烧匙中的红磷点燃后伸入集气瓶太慢(合理答案均可)
(5)②将装置内的氧气耗尽
(6)8 偏小
(7)防止装置内压强过大，冲开橡皮塞，导致实验失败(合理答案均可)
(8)20.94%
(9)增大与氧气的接触面积,充分吸收氧气
(10)偏大解析:
(8)根据实验操作及实验数据知，AB与AO的比值是空气中氧气的含量，三次实验的平均值为$\frac{0.2092+0.2093+0.2097}{3}$×100%=20.94%,则根据表格中数据，可知空气中氧气含量为20.94%。
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