Question

【題目】我們每時(shí)每刻都生活在空氣的“海洋”里。

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一、空氣及其成分探究

（1）圖Ⅰ用于粗略研究空氣的組成，發(fā)生反應(yīng)的文字或符號(hào)表達(dá)式為___________________。

（2）拉瓦錫用圖Ⅱ所示裝置研究了空氣的組成。他把少量汞放在密閉的容器中連續(xù)加熱，得到了紅色氧化汞粉末，同時(shí)鐘罩內(nèi)的汞液面上升。該反應(yīng)的文字或符號(hào)表達(dá)式是：____________。

（3）某學(xué)習(xí)小組用圖Ⅲ裝置進(jìn)行鎂條在空氣中燃燒的實(shí)驗(yàn)。燃燒、冷卻后打開(kāi)止水夾，有水進(jìn)入了集氣瓶 。

（問(wèn)題）實(shí)驗(yàn)操作正確，但實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)進(jìn)入集氣瓶中水的體積約為其容積的 70%。

（猜想）鎂除了與氧氣反應(yīng)外，還與空氣中的其他氣體（X）發(fā)生了反應(yīng)。對(duì)該氣體提出猜想：

猜想1：只是二氧化碳 猜想2：只是氮?dú)?/span> 猜想3：氮?dú)夂投�氧化碳�?/span>

（資料）鎂是一種化學(xué)性質(zhì)活潑的金屬，能在氮?dú)馊紵�生成氮化鎂，能在二氧化碳中燃燒生成碳和氧化鎂。

①經(jīng)討論一致認(rèn)為猜想1不正確，理由是___________；

②鎂在二氧化碳中燃燒的文字或符號(hào)表達(dá)式_______________。

（結(jié)論）猜想3正確

（4）（改進(jìn)實(shí)驗(yàn)）小明同學(xué)利用如圖裝置測(cè)定空氣中氧氣含量，步驟如下（裝置氣密性良好，部分操作已略去，因?qū)Ч墚a(chǎn)生的誤差忽略不計(jì)）：

Ⅰ．打開(kāi)止水夾a、b，向集氣瓶中通入一定量的空氣，使盛有白磷的燃燒匙在水面上方，測(cè)得進(jìn)入量筒中水的體積為V1。

Ⅱ．關(guān)閉止水夾a，用強(qiáng)光照射引燃白磷。白磷熄滅并冷卻至室溫，至液面不再變化，測(cè)得量筒內(nèi)水的體積是V2。 根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄V1、V2，得出空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)的計(jì)算式是_______________。

二、氧氣的制備和性質(zhì)

實(shí)驗(yàn)一：用高錳酸鉀制取一瓶氧氣，做細(xì)鐵絲燃燒實(shí)驗(yàn)。

（5）鐵絲在氧氣中燃燒的文字或符號(hào)表達(dá)式___________。

（6）用B收集到的氧氣做細(xì)鐵絲燃燒的實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)瓶壁炸裂，分析原因：___________。

（7）小組同學(xué)改進(jìn)了實(shí)驗(yàn)一（如圖E），優(yōu)點(diǎn)是__________。

A氧氣無(wú)需提前制備和收集，操作更方便。

B塑料瓶代替集氣瓶，防止集氣瓶炸裂，更安全。

C裝置集氧氣的制取、干燥、性質(zhì)于一體，實(shí)驗(yàn)更優(yōu)化。

（8）潛水艇要配備氧氣的再生裝置，以保證長(zhǎng)時(shí)間潛航。有以下幾種制氧氣的方法：

①加熱高錳酸鉀；

②雙氧水催化分解；

③常溫下用過(guò)氧化鈉固體與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和氧氣。

寫(xiě)出方法③反應(yīng)的文字表達(dá)式________。同學(xué)們認(rèn)為③最合適在潛水艇里制氧氣，與其他兩種方法相比，這種方法的優(yōu)點(diǎn)是______。

實(shí)驗(yàn)二：粗略測(cè)定加熱2.0g高錳酸鉀所收集到的氧氣體積。

（9）裝置正確連接順序是：(填接口字母 )a →（________） →（________） →（________）

（10）收集氧氣的最佳時(shí)機(jī)是________________（填“加熱后立刻收集”或“加熱一段時(shí)間后”）。

實(shí)驗(yàn)三：小江為了研究用向上排空氣法和排水法收集的氧氣濃度是否有差異，做了如下實(shí)驗(yàn)：加熱高錳酸鉀固體，分別用兩種方法各收集三瓶氧氣，并使用傳感器則定收集到的氧氣濃度，數(shù)據(jù)見(jiàn)表。

收集方法	向上排空氣法			排水法
氧氣濃度%	79.6	79.7	79.9	90.0	89.8	89.3
氧氣平均濃度%	79.7			89.7

①小江用向上排空氣法收集氧氣時(shí)，以能使在集氣瓶瓶口帶火星木條復(fù)燃為氧氣集滿(mǎn)的標(biāo)準(zhǔn)；用排水法收集氧氣時(shí)，以觀(guān)察到______________________為氧氣集滿(mǎn)的標(biāo)準(zhǔn)。

②向上排空氣法收集到的氧氣濃度只有80%左右的原因有_______。

A 當(dāng)觀(guān)察到帶火星木條復(fù)燃時(shí)，集氣瓶?jī)?nèi)還有空氣

B 氧氣的密度略大于空氣的密度

C 加熱高錳酸鉀固體產(chǎn)生氧氣的濃度只有80%左右

D 當(dāng)氧氣進(jìn)入集氣瓶時(shí)，瓶?jī)?nèi)空氣與進(jìn)入的氧氣相互擴(kuò)散

③不考慮操作因素，排水法獲得的氧氣體積分?jǐn)?shù)不能達(dá)到100%的主要原因是_____________。

Answer 1

【答案】磷+氧氣五氧化二磷（或P+O2P2O5） 汞+氧氣氧化汞（或Hg+O2HgO） 空氣中二氧化碳太少，即使全部反應(yīng)完，進(jìn)入集氣瓶中的水也不會(huì)達(dá)到70% 鎂+二氧化碳氧化鎂和碳（或Mg+CO2MgO+C） 鐵+氧氣四氧化三鐵或Fe + O2 Fe3O4 實(shí)驗(yàn)時(shí)燃燒的鐵絲靠到集氣瓶?jī)?nèi)壁 ABC 過(guò)氧化鈉 + 二氧化碳 → 碳酸鈉 + 氧氣 生成氧氣的同時(shí)，能去除二氧化碳 c b d 加熱一段時(shí)間后 集氣瓶中水被排盡或氣泡冒出瓶外 ABD 氧氣中混有水蒸氣

【解析】

（1）紅磷在氧氣中燃燒生成五氧化二磷，文字表達(dá)式（或符號(hào)表達(dá)式）為：磷+氧氣五氧化二磷（或P+O2P2O5）；

（2）汞和氧氣反應(yīng)生成氧化汞，文字表達(dá)式（或符號(hào)表達(dá)式）為：汞+氧氣氧化汞（或Hg+O2HgO）；
（3）①在空氣中二氧化碳只占空氣體積的0.03%，空氣中二氧化碳太少，即使全部反應(yīng)完，進(jìn)入集氣瓶中的水也不會(huì)達(dá)到70%；

②鎂在二氧化碳中燃燒生成氧化鎂和碳，文字表達(dá)式（或符號(hào)表達(dá)式）為：鎂+二氧化碳氧化鎂和碳（或Mg+CO2MgO+C）；
（4）空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)的計(jì)算式=；

（5）鐵絲在氧氣中燃燒生成四氧化三鐵，反應(yīng)的文字或符號(hào)表達(dá)式為：鐵+氧氣四氧化三鐵或Fe + O2 Fe3O4；

（6）用B收集到的氧氣做細(xì)鐵絲燃燒的實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)瓶壁炸裂，原因是：實(shí)驗(yàn)時(shí)燃燒的鐵絲靠到集氣瓶?jī)?nèi)壁；

（7）實(shí)驗(yàn)裝置改進(jìn)后，氧氣無(wú)需提前制備和收集，操作更方便；塑料瓶代替集氣瓶，防止集氣瓶炸裂，更安全；裝置集氧氣的制取、干燥和性質(zhì)驗(yàn)證一體，實(shí)驗(yàn)更優(yōu)化。故填：ABC；

（8）已知過(guò)氧化鈉與二氧化碳在常溫下反應(yīng)生成碳酸鈉和氧氣，反應(yīng)的文字表達(dá)式：過(guò)氧化鈉+二氧化碳→碳酸鈉+氧氣；方法③不用加熱，不用通電，操作簡(jiǎn)單，還能將人呼出的二氧化碳轉(zhuǎn)化為氧氣；

（9）氧氣不易溶于水，氧氣密度比水小，所以對(duì)于裝置B應(yīng)該是長(zhǎng)進(jìn)短出，正確連接順序是：a→c→b→d；

（10）為了收集較純的氧氣，收集氧氣的最佳時(shí)機(jī)加熱一段時(shí)間后；

實(shí)驗(yàn)三：

①用向上排空氣法收集氧氣時(shí)，以能使放置在集氣瓶瓶口的帶火星木條復(fù)燃為氧氣集滿(mǎn)的標(biāo)準(zhǔn)；用排水法收集氧氣時(shí)，以觀(guān)察到集氣瓶中水排空或集氣瓶口有氣泡冒出為氧氣集滿(mǎn)的標(biāo)準(zhǔn)；

②用向上排空氣法收集到的氧氣濃度只有80%左右的原因有很多，如：當(dāng)觀(guān)察到帶火星木條復(fù)燃時(shí)，集氣瓶?jī)?nèi)還有空氣；氧氣密度只是略大于空氣，很容易出現(xiàn)排不凈空氣或少量混合的情況；當(dāng)氧氣進(jìn)入集氣瓶時(shí)，瓶?jī)?nèi)空氣與進(jìn)入的氧氣相互擴(kuò)散；這些都會(huì)造成氧氣濃度的減�。患訜岣咤i酸鉀制取的是純凈氧氣，加熱高錳酸鉀固體產(chǎn)生氧氣的濃度只有80%左右的說(shuō)法是錯(cuò)誤的。故選ABD；

③不考慮操作因素，排水法獲得的氧氣體積分?jǐn)?shù)不能達(dá)到100%的主要原因是氧氣中混有水蒸氣。