空气中氧气含量测定实验.docx
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空气中氧气含量测定实验
空气中氧气含量的测定实验
33．（13中考）（7
分）四硫化钠（
Na2S4）固体可替代红磷测定空气中氧气的体积分数，反应
原理为：
2Na2S4+O
2+2H
2O
8S
↓
+4NaOH
。
【实验资料】
①受热时，会与空气中的水蒸气反应，生成少量有毒气体硫化氢（水溶液呈酸性）
②硫代硫酸钠（Na2S2O3）可溶于水，常温下与NaOH溶液不反应。
。
【实验过程】
①取碳酸钠、硫粉混合后置于试管中，加热（如图1所示，夹持装置已略去），制得
反应为
Na2S4，
4Na2CO3+12S+X
2Na
2S4
+2Na
2S2O3+4CO2
，X
的化学式为
，蘸有浓
NaOH溶液的棉花的作用是
。
②冷却后，取下棉花，入置一段时间，再向该试管中加入10ml水，迅速塞紧橡胶塞，充
分振荡，测量液面至橡胶塞下沿的距离，记录数据h1（如图2所示）
③将该试管插入水中（如图3所示），按下橡胶塞，观察到，塞紧橡胶
塞。
将试管取出，倒过来，测量液面至橡胶塞下沿的距离，记录数据h2，理论上h1:
h2
＝。
④按照①～③再重复实验2次。
3次实验数据如下表所示。
第1次
第2次
第3次
h1
/cm
11.0
11.4
11.6
H2
/cm
8.7
9.1
9.2
【解释与结论】根据第1次实验数据，计算空气中氧气的体积分数为%（结果精确
到0.1%）
【反思与评价】若实验过程②中，取下棉花后，未放置一段时间即进行后续操作，会影响
测定结果，请说明有何影响，并阐述理由：
。
（2013海淀期末）33．（8分）小丽对家中的家用制氧机产生了浓厚的兴趣。
她通过阅读说明
书了解到家用制氧机的工作原理如下：
加压时，装填在制氧机内部的分子筛吸附空气中的氮气，制取高浓度氧气。
减压时，分子筛将所吸附的氮气排放。
整个过程中，分子筛并不消耗。
小丽用这台家用制氧机制取并收集了一袋气体，带到实验室对其进行研究。
实验I：
小丽欲通过以下实验验证所收集的气体是否为纯净的氧气。
【实验记录】
实验步骤
实验现象
化学方程式
取一只250mL的集气瓶，用排水法收集一瓶所
木炭燃烧得更
化学方程式I
带气体，然后把一小块燃着的木炭插入集气瓶中
旺
表中，化学方程式I是_________________。
【实验结论】收集的气体是纯净的氧气。
【实验反思】老师指出上述实验并不能证明小丽所带来的气体一定是纯净的氧气。
该实
验不能证明所收集气体为纯净氧气的原因是_______________。
实验II：
测定小丽所带气体中氧气的含量。
同学们在老师的指导下设计了如下图所示装置，进行实验，并重复多次。
（250mL集气瓶）
【实验记录】
实验操作主要实验现象实验结论及解释
①检查装置的气密性装置的气密性良好
②加入药品，将装置连接固定
打开止水夹a和b，向A中缓
③慢鼓入一定量气体后关闭止水
夹a和b
④用凸透镜聚光引燃白磷
待白磷熄灭并冷却到室温，
⑤
进行操作I
表中，操作I是______________；现象
【数据记录】
收集200mL气体（由
A中水进入到B中，B
压强差引起的误差忽
中水的体积为200mL。
略不计）
燃烧，产生大量白烟
小丽收集的气体不是
现象I
纯净的氧气
I是__________________。
实验次序
1
2
3
4
5
B中剩余水体积/mL
100
42
39
41
38
【数据处理】已知，在上表数据中，第
1
组数据偏差较大，存在明显误差，在数据处理
时应删去。
小丽所带气体中氧气的体积分数为
______________%。
【实验反思】
（1）这台家用制氧机制氧气的过程发生的变化属于
________（填“物理变化”或“化学变化”）。
（2）导致第1组数据产生较大误差的可能原因是
_____________。
33.（11中考）（8分）化学课上，同学们做了人体呼出的气体使澄清石灰水变浑浊实验后，对呼出的气体中主要成分及含量非常好奇，设计实验进行探究。
【提出问题】呼出的气体中有哪些主要成分，它们的含量是多少？
【查阅资料】
①呼出的气体中仍含有O2。
②CO2在饱和NaHCO3溶液中的溶解度非常小。
【猜想与实践】
猜想：
呼出的气体中主要成分是N2、O2、CO2、水蒸气等。
实验Ⅰ：
验证呼出的气体中含有水蒸气。
（1）实验操作如右图所示。
（2）观察到的现象为___________，根据该现象可以判断呼出的气体中含有水蒸气。
实验II：
验证呼出的气体中含有N2、O2、CO2，并测其含量。
同学们在老师的指导下设
计了如下图所示装置（B是带有刻度的量气装置）
（1）实验记录
实验操作主要实验现象实验结论及解释
检查装置的气密性。
向装置中
加入药品。
关闭止水夹
a～f。
装置的气密性良好。
打开b、c、d，向B中吹入一定
B中液体进入到
A中，B中液体
量气体后关闭d，并冷却到室
收集500ml气体
减少500ml。
温。
关闭b，打开a、e、f，用打气
反应到化学方程式为
筒向A中缓缓充气，直到B中__________，D中液体为475ml
__________。
气体刚好全部排出。
关闭e、f，用凸透镜聚光引燃白磷燃烧，产生大量白烟放出大呼出到气体中含有
白磷。
量热。
O2。
待白磷熄灭并冷却到室温，打
呼出到气体中含有
开f。
________，D中剩余液体为400ml
N2。
（2）数据处理
呼出的气体中主要成分的含量
N2O2CO2
体积/ml
体积分数/g
同学们经过3次重复实验，确认了呼出的气体中的主要成分及其含量
【实验反思】
（1）该实验设计依据的N2性质有_____________（填字母序号）
A.难溶于水B.不能和NaOH溶液反应
C.无色无味的气体D.不能燃烧，也不支持燃烧
（2）实验II操作⑤中，若C中气体未完全冷却就打开f并读数，则所测O2的体积分
数________（填“偏小”“不变”或“偏大”）
32．（13西2）（6分）某小组同学利用如下装置进行了两组实验，研究密闭装置内压强变化
的原因。
同学们点燃一定质量的红磷和木炭，分别放入250mL的集气瓶中，迅速盖紧胶塞，后续实验记录如下（装置气密性良好）。
实验装置
实验操作和现象
K
K
第
冷却至室温，打开K。
500mL
A中水倒吸入集气瓶内约
一
红磷
红磷
500mL
组
水
水
30mL，B中水倒吸入集
空气
空气
气瓶内约50mL。
A
B
K
饱和
K
NaOH
NaHCO3
第
溶液
溶液
二
500mL
木炭
500mL
组
木炭
水
水
氧气
氧气
C
D
①冷却至室温，打开K。
C、D均无明显现象。
②关闭K，分别将2mL的溶液滴入集气瓶，一段时间后，打开K。
C中部分水倒吸入集气瓶中，D中水不倒吸。
③将装置D中的集气瓶放
在盛有冰水的水槽中。
部分水倒吸入集气瓶中。
（1）红磷与氧气反应的化学方程式是。
（2）向A、B实验后的集气瓶中滴加紫色石蕊溶液，溶液变成红色，此时溶液的pH7（填
“＞”、“＜”或“＝”）。
A、B中倒吸水的体积不同，产生该现象的原因是。
（3）向D中集气瓶内滴加饱和NaHCO溶液，一段时间后，打开K，水不倒吸的原因
．．．．．．．．．3．．．
是。
（4）上述实验中，导致集气瓶内压强降低的因素有（填序号）。
a．物质的性质
b．装置内的温度
c．装置内气体的分子数目
32.（13大2）（5分）通过化学反应可以研究物质的组成、结构、性质以及变化规律。
如磷燃烧的反应在初中化学实验中就有多处应用。
A．探究燃烧条件
B．验证质量守恒定律
C．测定空气中氧气含量
（1）实验
A中，主要采用的实验方法是
。
（2）实验
B中，气球的作用是
。
（3）①得用实验
C中装置达不到实验目的，其原因是
。
②某化学小组同学利用测定空气中氧气含量的原理，设计如右图所示装
置粗略地测定某地窖中二氧化碳的含量。
取250mL气体样品于集气瓶中，
注入，充分反应后，打开止水夹。
计算二氧化碳含量的方法
为。
33.（2012昌平期末）（6分）根据初中化学知识，探究空气中氧气含量实验。
小
明根据所学内容，红磷、白磷、木炭、镁条都可以和氧气发生反应，但是哪种物质更适用于测定空气中氧气含量，小明进行如下探究。
【探究问题】红磷、白磷、木炭、镁条几种物质，哪种更适用于测定空气中氧气含量？
【查阅资料】
①红磷、白磷对比情况
红磷白磷
状态暗红色固体蜡状固体有毒
燃烧温度240°C40°C
②镁条可以与空气中多种物质反应，如N2、CO2等
【探究过程】如下图所示，按照实验装置进行实验，探究几种物质测定空气中
O2含量的可
行性。
（1）红磷、白磷探究实验
小明认为选用红磷进行实验，其原因是
。
实验步骤
实验现象
结论和化学方程式
如图所示，将足量红磷放到燃
烧匙中，点燃红磷，进行实验
空气中氧气约占
化学方程式
（
2
）若
将
实
验药品改为木炭，反应结束后降至室温，打开止水夹，水不倒吸入集气瓶的原因是
。
（3）若将实验药品改为镁条，反应结束后降至室温，观察到水倒吸入集气瓶大于1/5。
根据
资料信息，小明知道镁条可以与空气中的氮气、二氧化碳发生反应，进而影响反应结果。
镁条与氮气反应可以生成氮化镁（Mg3N2）和碳，请写出相应的化学方程
式。
【探究结论】几种物质中，红磷是最适用于测定空气中氧气含量。
32．（12石1）（5分）人通过肺与外界进行气体交换，吸入空气中的氧气，排出二氧化碳和水蒸气。
为了验证吸入的气体与呼出的气体有什么不同，采用了下图装置进行实验。
（1）验证二氧化碳
锥形瓶1和
2中盛放的是
________。
连续数次吸气时，开关
A和B
的状态分别是
________（以“打开”或“关闭”进行说明）；调整开关A和B，再进行连续数次呼
气操作。
整个过程中可观察到的现象是________，证明吸入和呼出气体中二氧化碳含
量不同。
（2）验证水蒸气
更换锥形瓶
1和
2中的药品，连续进行吸气和呼气操作（步骤同上）
，为了得出正确
的结论，还需要进行的操作是
________。
催化剂的探究实验
33.（2013西城期末）（7分）同学们通过查阅资料知道，过氧化氢分解反应的催化剂除二氧
化锰外，还有氯化铁溶液、氯化铜溶液中的金属离子和土豆中含有的过氧化氢酶。
同学们通过如下实验进行相关研究。
http:
//www.xkb1.com
实验一：
验证二氧化锰能加快过氧化氢的分解速率
A
B
分别取5mL5%的过氧化氢溶液于两支试管中，向B中试管内加入少量二氧化锰（如上图所示）。
A中带火星的木条不复燃，B中带火星的木条复燃，实验证明二氧化锰加快了过氧化氢的分解速率。
A中木条不复燃的原因是，B中反应的化学方程式是。
实验二：
研究催化剂的某些因素对过氧化氢分解速率的影响
方案Ⅰ：
分别取20mL5%的过氧化氢溶液于3个大小相同的锥形瓶中。
向其中两个锥形瓶中分别加入含相同数目金属离子的氯化铁
溶液和氯化铜溶液，分别连接传感器测体系压强（如右图所示）。
测定数据如下表所示：
时间/s
0
60
120
180
240
300
试剂
压强/KPa
20mL5%的过氧化氢溶液
101.86
102.99
103.42
103.67
103.9
104.00
9
加入氯化铁溶液
102.21
105.35
115.40
129.69
145.52
163.99
加入氯化铜溶液
101.50
102.73
107.53
114.78
122.49
130.39
（1）加入含相同数目金属离子的氯化铁溶液和氯化铜溶液，该步操作的实验目的
．．．．
是。
（2）根据上表数据得出的结论是。
方案Ⅱ：
从同一部位取2个质量均为1.7g的正方体土豆块，将其中一块切成若干片，
片与片相连不断开，同时分别放入盛30mL5%过氧化氢溶液的50mL量筒中。
均看到有
气泡生成，一段时间，只有土豆片不断上升。
通过实验得出的结论是。
【实验反思】通过实验一和实验二说明，测量不同的物理量可判断过氧化氢的分解速率。
下列做法中能比较过氧化氢的分解速率的是
（填选项序号）。
A.
测量完全反应后气体的总体积
B.
测量相同时间内产生气体的体积
C.
测量相同时间内体系压强的变化
D.
测量相同时间内溶液质量的变化
33.（13房末）（8分）为了研究外界条件对过氧化氢分解速率的影响，某同学做了以下实验。
实验编号实验操作实验现象
①
分别在试管A、B中加入5mL5％（溶液浓度）
试管A中不再产生气泡；
H2O2溶液，各滴入2
CuSO4溶
滴相同浓度的
试管B中产生的气泡量增
将试管A
液。
待试管中均有适量气泡出现时，
大。
放入盛有5℃左右冷水的烧杯中浸泡；
将试管
B放入盛有40℃左右热水的烧杯中浸泡。
②
另取两支试管分别加入
5mL5％H2O2溶液和
试管A、B中均未明显见到
5mL10％H2O2溶液
有气泡产生。
（1）
过氧化氢分解的化学方程式为
。
（2）
实验①的目的是
。
实验中滴加CuSO4溶液的目的是
。
（3）实验②未观察到预期的实验现象，为了帮助该同学达到实验目的，你设计的实验方案是
。
（用实验中所提供的几种试剂）。
（4）对于H2O2分解反应，Fe2（SO4）3溶液也有一定的催化作用。
为比较Fe2（SO4）3和CuSO4溶
液对H2O2分解的催化效果。
某化学研究小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。
请回答相关问题：
5滴浓度相同的
Fe2（SO4）3和CuSO4溶液
2mL5%
H2O2溶液
甲
乙
如图所示，同学们分别从定性和定量角度进行了比较。
①定性分析：
如图甲可通过观察
，定性比较得出结论。
②定量分析：
用图乙所示装置做对照试验，实验时均以生成
40mL气体为准，其它可能影响
实验的因素均已忽略。
实验中需要测量的数据是
。
（5）通过对上述实验过程的分析，在实验设计时，要考虑_________方法的应用。
33．（11密末）（8分）小丽同学欲通过实验证明“二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂”这一
命题。
她
设计并完成了下表所示的探究实验：
实验操作实验现象实验结论或总结
结论
总结
取5mL5%的过氧化氢溶液
过氧化氢分解产生氧气，但
有气泡产
。
实验一
于试管中，伸入带火星的
是
生，木条
二氧化
木条
反应的化学方程式为：
不复燃
。
锰是过
实验二
向盛水的试管中加入二氧
没有明显
氧化氢
化锰，伸入带火星的木条
现象
分解的
二氧化锰能加快过氧化氢的
催化剂
实验三
分解
（1）请你帮小丽同学填写上表中未填完的空格。
（2）在小丽的探究实验中，“实验一”和“实验二”起的作用是。
（3）小英同学认为仅由上述实验还不能完全得出表内的“总结”，她又补充设计了两步探
究实验，最终完成了对“命题”的实验证明。
第一步的实验操作中包含了两次称量，其目的是：
；
第二步的实验是利用“实验三”反应后试管内的剩余物继续实验。
接下来的实验操作、
现象和结论是：
。
33．（11西末）（5分）催化剂在科研、医药生产和电子工业等前沿领域有着广泛应用。
（1）为探究二氧化锰对氯酸钾分解的催化作用。
在相同条件下，同学们按下表进行实验并记录相关数据。
（其他影响实验的因素均相同）
编号
KClO3质量/g
其他物质质量/g
待测数据
实验1
2.0
实验2
a
MnO20.5
①表中a的数值应是
。
②表中的待测数据指
（填字母序号）。
A．氧气的质量B．反应后固体的质量
C．氧气的体积D．单位时间内产生氧气的体积
③设计“实验1”的目的是。
（2）同学们继续探究二氧化锰是否参与了氯酸钾的分解反应。
MnO2
氯酸钾和二氧化锰混合加热的化学方程式为：
2KClO3====2KCl+3O2↑。
已知氯
酸钾与二氧化锰混合加热时连续发生如下反应，试分析后按要求填空。
（I）2KClO3+2MnO2===2KMnO4+Cl2↑+O2↑；
（II）（用化学方程式表示）；
（III）K2MnO4+Cl2===2KCl+MnO2+O2↑。
通过以上分析，同学们得出结论：
二氧化锰参与了氯酸钾的分解反应。
【拓展】氟利昂释放出的氯原子参与了臭氧层的破坏，其微观示意图如下：
+
①
+
日光
+
+
③
②
氧原子氯原子
综合图中①②③的反应过程，写出臭氧层被破坏的化学方程式。
33.（10大末）（7分）在学完氧气的实验室制法后，老师给某化学兴趣小组的同学布置任务：
通过实验证明“二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂”。
兴趣小组的同学设计并完成了下表所示的探究实验：
实验结论或总结
实验操作
实验现象
结论
总结
取5mL5%的过氧化氢溶液
有气泡产
过氧化氢分解产生氧气，但
二氧化
实验一
于试管中，伸入带火星的木
生，木条不
是反应慢。
该反应的化学方
条
复燃
程式为：
。
锰是过
实验二
向盛水的试管中加入二氧
没有明显现
。
化锰，伸入带火星的木条
象
氧化氢
。
二氧化锰能加快过氧化氢的
分解的
分解
实验三
。
催化剂
（1）请你帮小组内的同学填写上表中未填完的空格。
（2）在上述的探究实验中，“实验一”和“实验二”起的作用是。
（3）老师认为仅由上述实验还不能完全得出表内的“总结”，她要求同学们补充设计了两个方
面的探究实验，最终证明了“二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂”。
第一方面的实验操作中包含了两次称量，其目的是：
。
第二方面的实验是利用“实验三”反应后试管内的剩余物继续实验，其实验操作、现象和
结论是：
。
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