《2025年综合应用创新题典中点九年级化学上册沪教版》

1. 某化学兴趣小组的同学利用如图装置测定空气中氧气的体积分数。下列有关该实验的说法中,正确的是 (A)

A.空气中氮气难溶于水是利用该方法测定的前提
B.燃烧匙内红磷越多,集气瓶内水位上升越高
C.若实验过程中装置没冷却就观察,则测定结果偏大
D.该实验成功的标志是集气瓶内的液面约上升至刻度“4”处

答案： A

2. 小明用如图装置(集气瓶体积已知)测定空气中氧气的体积分数,请你结合实验完成下列各题。
(1)放在燃烧匙内的物质是红磷,该物质燃烧时的现象是产生大量白烟,放热,该反应的文字表达式是磷+氧气$\xrightarrow{点燃}$五氧化二磷。
(2)为了确保实验成功,应首先进行的操作是检查装置的气密性。
(3)通过该实验可得出的结论是氧气约占空气体积的五分之一。
(4)若实验过程中观察到量筒内的导管口有气泡冒出,则测得氧气的体积分数将会偏大(填“偏大”“偏小”或“不变”)。

答案：
(1)红磷;产生大量白烟,放热;磷+氧气$\xrightarrow{点燃}$五氧化二磷
(2)检查装置的气密性
(3)氧气约占空气体积的五分之一
(4)偏大
【点拨】
(4)若实验过程中观察到量筒内的导管口有气泡冒出,说明止水夹未夹紧,红磷燃烧时有部分空气受热逸出,导致最终测得氧气的体积分数偏大。

3. 已知：铜和氧气在加热条件下会生成氧化铜。用如图装置来测定空气中氧气的含量,实验时点燃酒精灯,反复推拉注射器活塞和挤压气球。对该实验的认识正确的是 (D)
①铜粉的用量多少会影响实验结果；
②实验结束后冷却到室温才能读数；
③气球的作用是调节气压并使氧气完全反应；
④在正常操作情况下,反应消耗氧气的体积应该约占反应前注射器内气体体积的1/5。

A.①③④
B.②③④
C.①②④
D.①②③

答案： D 【点拨】铜粉的用量多少会影响实验结果,铜粉不足时会导致实验结果偏小,①说法正确;实验结束后冷却到室温才能读数,否则会影响实验结果,②说法正确;气球的作用是通过膨胀来调节气压,通过挤压气球使氧气完全反应,③说法正确;在正常操作情况下,反应消耗氧气的体积应该约占反应前装置(注射器、玻璃管、气球)内气体总体积的$1/5$,④说法不正确。故选D。

4. [2024·南平三中期中节选]某实验小组的同学对课本上“空气中氧气体积分数的测定”实验进行了如下改进。

改进一：点火方式改进。
(1)如图1所示,利用电热丝通电放出热量引燃红磷,其优点是使实验结果更准确(或更环保等,合理即可)(写一点)。
改进二：测量方式改进。为了更好地理解空气中氧气含量测定的实验原理,同学们用压强传感器测定了图1装置内的压强变化,其变化情况如图2所示。
(2)BC段压强增大,原因是红磷燃烧放出热量,容器内温度升高,压强增大。
(3)用木炭代替红磷完成此实验,集气瓶内压强变化趋势与图2不同(填“相同”或“不同”)。
改进三：反应原理的创新。
小明利用图3装置测定空气中氧气的含量,已知发热剂的主要成分为铁粉、炭粉、水和食盐等,反应原理可简化为铁生锈消耗集气瓶中的氧气,得到数据如下表所示：

(4)根据表中数据,计算得出空气中氧气的体积分数为20.4%。
(5)小柯改进了小明的实验,他将同样的足量发热剂均匀涂抹在集气瓶内壁(如图4所示),这样做的目的是增大反应物的接触面积,使发热剂与氧气充分接触,从而使氧气消耗更彻底。
【反思总结】
(6)若要用其他试剂代替红磷测定空气中氧气的含量,该试剂必须满足什么条件？只能与空气中的氧气反应、生成物是固体(写2条)。

答案：
(1)使实验结果更准确(或更环保等,合理即可)
(2)红磷燃烧放出热量,容器内温度升高,压强增大
(3)不同
(4)$20.4\%$
(5)增大反应物的接触面积,使发热剂与氧气充分接触,从而使氧气消耗更彻底
(6)只能与空气中的氧气反应、生成物是固体
【点拨】
(1)如图1所示,利用电热丝通电放出热量引燃红磷,装置始终密闭,可使实验结果更准确,还可防止反应生成的五氧化二磷逸出而污染空气。
(2)BC段压强增大,原因是红磷燃烧放出热量,容器内温度升高,压强增大。
(3)用木炭代替红磷完成此实验,木炭燃烧生成二氧化碳气体,导致瓶内压强无明显变化,因此集气瓶内压强变化趋势与图2不同。
(4)量筒内水减少的体积就是消耗氧气的体积,则消耗氧气的体积为$160\ mL-109\ mL=51\ mL$,则空气中氧气的体积分数为$\frac{51\ mL}{250\ mL}×100\%=20.4\%$。