包头专版2020中考化学复习方案主题一物质构成的奥秘专项02空气氧气实验探究课件 19页

专项 （二） 空气、氧气实验探究 主题三 　身边的化学物质 考点突破 一、空气中氧气含量的测定 1. 实验原理 : 所选试剂能在空气中燃烧 , 不与空气中其他气体反应且生成物为非气体 ( 或生成物是气体但生成的气体可以被吸收 ), 使容器内外形成压强差。 3. 改进装置是否合理从以下几方面考虑 : (1) 是否能将装置中的氧气耗尽。 (2) 是否有气体逸出 , 产生误差。 (3) 是否对空气造成污染。 二、催化剂的相关探究 1. 验证一种物质是催化剂 , 必须满足两个条件 : 一是能改变其他物质的反应速率 ; 二是本身的质量和化学性质在反应前后不变。 2. 催化效果的比较 , 必须控制变量。判断催化效果强弱 , 常用方法 :(1) 用排水法收集气体 , 比较收集相同体积气体所需的时间 , 时间越短 , 效果越好。 (2) 比较相同时间内收集的气体体积 , 体积越大 , 效果越好。 典题训练 类型 1 　空气中氧气含量的测定 1. [ 原创 ] 图 G2-1 为空气中氧气含量的测定的改进装置 ( 夹持装置省略 ) 。 图 G2-1 (1) 以上装置的共同优点是  ____________________________________ 。   (2) 装置 b 实验过程中 , 活塞的移动是 　　　　　　　　　　　 , 结束后活塞停在刻度 　　　　 处。   装置密闭 , 无污染 , 测量结果更准确 先向右移动后向左移动 4 [ 解析 ] 白磷燃烧放热 , 气体膨胀 , 活塞先向右移动 , 冷却至室温后 , 玻璃管中的氧气被消耗 , 导致气体减少 , 而外界大气压不变 , 活塞向左移动 ; 氧气约占空气体积的 所以活塞向左移动停留在刻度 4 处。 2. [2019 · 福建 ] 某兴趣小组开展“测定密闭容器中某种气体的体积分数”的探究实验。 实验 1 按图 G2-2 甲所示装置 , 用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的体积分数。 实验 2 按图乙所示装置 , 在集气瓶内壁用水均匀涂附铁粉除氧剂 ( 其中辅助成分不干扰实验 ), 利用铁锈蚀原理测定空气中氧气的体积分数。 (1) 实验 1 中 , 红磷燃烧的主要现象是 　　　　　　　　 。红磷熄灭后 , 集气瓶冷却至室温 , 打开 K, 水能倒吸入集气瓶的原因是 　   　　　　　　　　　　 。   (2) 为提高实验的准确性 , 以上两个实验都需要注意的事项是 　　　　 ( 写一点 ) 。 [ 答案 ] (1) 产生大量白烟 ( 合理即可 ) 　氧气被消耗 , 集气瓶内气体压强小于大气压 (2) 装置的气密性良好 ( 或红磷和铁粉除氧剂足量等 , 合理即可 ) [ 解析 ] (1) 实验 1 中红磷燃烧产生大量白烟 , 放热 , 待集气瓶冷却后 , 打开 K, 由于氧气被消耗 , 集气瓶内气体压强小于大气压 , 导致水倒吸入集气瓶。 (2) 实验 1 和实验 2 都应注意装置的气密性要良好 , 反应物应足量等事项 , 从而提高实验的准确性。 (3) 实验过程中 , 连接数字传感器 , 测得实验 1 、实验 2 中氧气的体积分数随时间变化的关系分别如图 G2-3 丙、丁所示。依据图丙、图丁所示信息可知 , 　　　　　　　　 ________ ( 填“实验 1 ”或“实验 2 ” ) 的测定方法更准确 , 判断依据是 _________ ______________ 。 图 G2-3 (4) 结合你的学习经验 , 若要寻找红磷或铁粉除氧剂的替代物 , 用图甲或图乙装置测定空气中氧气的体积分数 , 该替代物应满足的条件是  _________( 写两点 ) 。 [ 答案 ] (3) 实验 2 　反应后 , 实验 1 集气瓶中剩余氧气的体积分数为 8.6%, 而实验 2 集气瓶中氧气几乎耗尽 (4) 能够和氧气反应 ; 生成物不影响测定结果 ( 合理即可 ) [ 解析 ] (3) 分析图丙和图丁信息可知 , 实验 2 的测定方法更准确 , 因为实验 1 中集气瓶中剩余氧气的体积分数约为 8.6%, 而实验 2 集气瓶中氧气几乎耗尽。 (4) 通过上述实验可知 , 若要寻找红磷或铁粉除氧剂的替代物 , 该物质应能和氧气反应 , 且生成物不能为气体 , 不影响测定结果。 实验 3 测定用排空气法收集到的集气瓶中二氧化碳的体积分数。 图 G2-4 (5) 甲同学设计图 G2-4 戊所示装置进行测定。浓 NaOH 溶液的作用是 __________ ( 用化学方程式表示 ) 。 (6) 乙同学提出 , 仅利用图己所示装置 , 在不添加其他试剂的前提下 , 也能测得集气瓶中二氧化碳的体积分数。为达到实验目的 , 操作方法是 　　　　　　 。   [ 答案 ] (5)2NaOH+CO 2 Na 2 CO 3 +H 2 O (6) 用冰水冷却集气瓶 , 打开 K( 合理即可 ) [ 解析 ] (5) 实验 3 测定排空气法收集到的集气瓶中二氧化碳的体积分数 , 用浓氢氧化钠溶液吸收二氧化碳 , 即 2NaOH+CO 2 Na 2 CO 3 +H 2 O, 从而导致集气瓶内气体压强减小 , 烧杯内水倒吸入集气瓶内 , 进入集气瓶中水的体积即为二氧化碳的体积。 (6) 为了使烧杯内的氢氧化钠溶液倒吸进入集气瓶 , 必须使集气瓶内压强减小 , 可用冰水冷却集气瓶 , 瓶内压强减小 , 再打开 K 。 3. 某同学设计下表所示实验 , 探究金属铜对过氧化氢分解速率的影响 , 回答下列问题。 类型二 　 催化剂的相关探究 操作 装置 现象 1. 取一小块铜丝网 , 卷成筒形 , 固定在铜丝上 2. 分别向 ① 和 ② 中注入 15 mL30% 的 H 2 O 2 溶液 , 并放入盛有热水的 ③ 中 　约 1 min 后可观察到 ① 和 ② 中都有少量气泡产生 3. 把铜丝插入 ① 中 　 ① 中有大量气泡产生 , 约 5 min 后不再有气泡产生 ; 此时 ② 中仍然有少量气泡产生 (1)② 中实验的目的是 　　　　　　　　　 。   (2) 根据上述实验 , 可以得出的结论是 　　　　　　　　　　　　　　 。   (3) 如果用本实验探究铜是不是 H 2 O 2 分解的催化剂 , 需要对上述实验方案进行补充 , 其中必要的是 　　　　　　　　 。   A. 称量实验前铜丝网的质量 B. 将实验后的铜丝网干燥、称重 C. 向仪器中加入二氧化锰 D. 将实验后的铜丝网插入 AgNO 3 溶液中 [ 答案 ] (1) 和 ① 作对比 ( 对照 ) (2) 金属铜能加快过氧化氢溶液分解速率 (3)ABD [ 解析 ] (1)① 和 ② 加入的过氧化氢溶液的浓度相同 , 但是 ② 中没有加入铜丝网 , 所以 ② 所起的作用是对照作用。 (2) 根据实验现象可以得出金属铜能加快过氧化氢溶液分解速率。 (3) 虽然从实验现象中可以看出金属铜能加快过氧化氢溶液分解速率 , 但是不知道铜丝在反应前后的质量和化学性质是否改变 , 要对铜丝的质量和化学性质进行验证。需要对题给实验方案进行补充 , 称量实验前铜丝网的质量 , 将实验后的铜丝网干燥、称重 , 验证铜丝的质量是否改变 ; 将实验后的铜丝网插入 AgNO 3 溶液中 , 观察化学性质是否改变 ; 而加入二氧化锰与该实验无关。 4. [2019 · 海南 ] 某研究小组受 MnO 2 催化过氧化氢分解的启发 , 查阅了不同金属离子对过氧化氢分解影响的实验资料。 100℃ 时 , 在不同金属离子存在下 , 纯过氧化氢 24 h 的分解率见下表 : 实验编号 离子 加入量 /(mg · L -1 ) 分解率 /% ① 无 — 2 ② Al 3+ 1.0 2 ③ Fe 3+ 1.0 15 ④ Cu 2+ 0.1 86 ⑤ Cr 3+ 0.1 96 请回答 : (1)MnO 2 催化过氧化氢分解的化学方程式为 　 　　　　　　　　 　　 。   (2) 实验 ① 的目的是 　　　　　　　 。   (3) 实际生产中 , 贮运浓度较高的过氧化氢溶液时 , 使用铝罐 ( 槽 ) 而不使用不锈钢罐 ( 槽 ), 其原因是   　 ； _______________________________________________________________________ _________________________________ 2H 2 O 2 2H 2 O+O 2 ↑　 作为对照实验 不锈钢的主要成分有铁、铬、镍等 , 铁离子和铬离子能加速过氧化氢分解 , 故不能用不锈钢罐 ( 槽 ) 贮运 铝离子不影响过氧化氢的分解 , 故可用铝罐 ( 槽 ) 贮运 5 . [2019 · 温州 ] 过氧化氢溶液保存时 , 因缓慢分解导致质量分数变小 ( 化学方程式为 2H 2 O 2 2H 2 O+O 2 ↑ ) 。为探究酸碱性对过氧化氢分解快慢的影响 , 小明利用图 G2-5 甲装置 , 每次实验往锥形瓶中加 10 g 30% 过氧化氢溶液 , 再滴加调节剂 , 使其 pH 分别从 3 依次调至 13, 在 60℃ 下进行实验 , 获得数据如图乙所示。 图 G2-5 (1) 氧气能用排水法收集 , 是因为 　 。   (2) 根据本实验结果 , 对实验室常温保存过氧化氢溶液提出合理的建议 : 　 。   (3) 某次实验中 , 当 10 g 溶质质量分数为 30% 的过氧化氢溶液分解产生 0.32 g 氧气时 , 剩余过氧化氢溶液的溶质质量分数为多少 ?( 滴加的试剂对溶液质量的影响忽略不计 , 计算结果精确到 1%) [ 答案 ] (1) 氧气不易溶于水 (2) 在 pH 约为 3~5 的酸性条件下保存 [ 解析 ] (1) 氧气能用排水法收集 , 是因为氧气不易溶于水。 (2) 根据本实验结果 , 由于在 pH 约为 3~5 的酸性条件下过氧化氢分解速率最慢 , 所以对实验室常温保存过氧化氢溶液提出合理的建议是在 pH 约为 3~5 的酸性条件下保存。 (3) 某次实验中 , 当 10 g 溶质质量分数为 30% 的过氧化氢溶液分解产生 0.32 g 氧气时 , 剩余过氧化氢溶液的溶质质量分数为多少 ?( 滴加的试剂对溶液质量的影响忽略不计 , 计算结果精确到 1%)