学习小组利用了数字化实验技术进行了“空气中氧气体积分数测定”再探究(如图1)。实验通过严谨...

学习小组利用了数字化实验技术进行了“空气中氧气体积分数测定”再探究(如图1)。实验通过严谨的测定得到数据如下图2。请你根据实验及其数据分析回答下列问题。

（1）写出本实验红磷燃烧的反应化学方程式______________。

（2）压强曲线点A表示红磷开始在集气瓶中燃烧。燃烧过程测得其曲线，A→B→C→D→变化呈现先上升后下降的原因是_______________。

（3）根据图表数据分析，用红磷燃烧的方法不能准确测定空气中氧气的含量。原因是_____________。

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某化学兴趣小组的同学对“测定空气中氧气的体积分数”实验(如下图所示)学习后，思考能否用其它可燃物代替红磷进行实验。请你参与探究：

（提出问题）能用哪些可燃物代替红磷？

（查阅资料）二氧化碳可以被氢氧化钠溶液完全吸收；镁在空气中燃烧可以与氧气反应生成氧化镁，与氮气反应生成氮化镁。

（猜想与假设）

甲同学：可以用铁丝代替

乙同学：可以用木炭代替

丙同学：可以用镁条代替

（探究与反思）

（1）丁同学根据自己所学化学知识，直接否定了甲同学的想法，请你说出他的理由：_______。

（2）乙同学利用木炭代替红磷做了这一实验，但实验测得氧气的体积分数值远小于实际值，若他实验操作都没有问题，请你帮他分析原因：_________________；知道原因以后，乙查阅了上述资料，在不改变可燃物木炭的情况下对实验进行了调整，准确测出了氧气含量，他的操作是____________。

（3）丙同学用镁条作可燃物测出空气中氧气含量为72%（实验操作无误），丁同学认为氮气一定参与了反应，请说出丁同学的依据_____________，

通过查阅上述资料证实了他的说法，请写出镁与氮气反应的文字表达式：______________。

（4）老师提出白磷与红磷的化学性质类似，可以用白磷代替红磷测定空气中氧气含量，并用右图所示装置完成实验:

a.白磷燃烧的现象：_____________

b.右图装置中利用了粗铜丝的________性，此装置相比于教材中实验装置最大的优点是__________c.该装置气密性良好是实验成功的关键，检查该装置气密性的方法为：组装好如右图所示装置，使两侧玻璃管中液面相平，然后将右侧玻璃管抬高，下列现象能说明该装置气密性良好的现象是（___）

A.两侧玻璃管中液面仍相平

B.两侧玻璃管中右侧液面高

C.两侧玻璃管中左侧液面高

d.若装置气密性良好，该实验测得氧气含量仍小于实际值，其原因可能有（两点）：

① ________________________________ ②_____________________________

（5）通过上述探究，空气中氧气含量测定实验中可燃物的选择要满足：______________

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现代化学实验可以更多地借助数字化仪器，某科学兴趣小组利用数显设备、气压传感器等对课本实验进行进一步探究:

兴趣小组对“测定空气中氧气含量”的实验进行了如图的探究，实验步骤如下:

①检查装置气密性良好，调节右边敞口容器和集气瓶里的水面相平，此时集气瓶内气体的体积为V1，关闭活塞；

②点燃燃烧匙内的足量的红磷，立即塞紧瓶塞；

③待火焰熄灭并冷却后，过一段时间打开活塞，观察到集气瓶中的水位上升，待集气瓶内的水面不再上升时，集气瓶内的气体体积为V2；

④然后向右边容器内加入一定量的水至两边水面再次相平,此时集气瓶内的气体体积为V3。

请回答:

（1）红磷燃烧的符号表达式为_____。

（2）基于数显设备显示的气压变化，“过一段时间打开活塞”中的“一段时间”指的是火焰熄灭后到_____所经历的时间。

（3）在实验过程中，两次在右边敞口容器加水与集气瓶里的水面相平，目的是_____。在整个实验过程中，集气瓶中减少的氧气体积为_____（用“V1、V2、V3”的关系式表示）。

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实验是科学探究的重要方法，让我们一起再认识空气中氧气含量的测定。

（实验回顾）兴趣小组的同学利用课本中的实验方案（如下图）测定空气中氧气的含量，但测出的氧气的体积分数明显小于1/5.请你参与探究：

（提出问题）造成误差的原因是什么？如何改进课本上的实验装置？

（查阅资料）红磷、白磷的一些性质如下表：

（猜想与假设）

甲同学：可能是导管内原含有空气，后来残留有吸入的水，影响实验的准确性。

乙同学：可能是瓶内残留气体中还有氧气，

（1）你还能作出的猜想是_________________。

（实验与交流）

（2）在老师的指导下，小组同学对课本上的实验装置进行了如图所示的改进（其他仪器忽路）。甲同学提出应把红磷换为白磷，理由是____________________。

（探究与反思）

（3）大家用改进的实验装置进行实验，待注射器冷却、管内白烟消失后，又意外发现注射器内壁附着黄色固体，该黄色固体的主要成分可能是_________________。

（4）为了验证乙同学的猜想，在老师的指导下，兴趣小组的同学又利用传感器改进实验装置，分别用过量的红磷和白磷进行对照实验，并用高能激光笔点燃磷。

①用测量氧气浓度的传感器测得反应后装置内氧气浓度分别是：红磷为8.7%和白磷为10%，从而证明乙同学的猜想_____________（填“正确“或“错误”）。

②如图是白磷燃烧过程中的压强变化趋势，试分析回答：图中AB段变化的原因是_______________。

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某研究性学习小组在进行“利用燃碳法测定空气中氧气的休积分数”的实验时(装置如图甲所示)，发现一个现象:氢氧化钠溶液(易吸收二氧化碳而不吸收一 氧化碳) 吸收生成的二氧化碳后，进入集气瓶中水的体积分数仍然小于1/5。

（1）教材中利用燃烧红磷法测定空气中氧气的体积分数，选择该药品的原因是:_________________、________________。

（2）[提出问题]测量不准确的原因是什么呢?

[猜想与假设]他们分别作出如下猜想:

甲同学:可能是木炭的量过少;

乙同学:可能是木炭足量，但其燃烧没有消耗完集气瓶中的氧气;

丙同学:可能是木炭燃烧生成了一氧化碳。

小组同学发现实验结束后，燃烧匙中还残留有黑色固体，因此他们都认为甲同学的猜想不合理。

[查阅资料]木炭、棉花和蜡烛在密闭容器内燃烧停止后，残留氧气的体积分数分别高达 14. 0%、8. 0%和16. 0%。

乙同学根据如图所示装置设计了如下实验，请你填写下表:

[交流与反思]请写出木炭不完全燃烧的化学方程式:________________。

（3）木炭熄灭后，乙同学选择可燃物的依据是_____________________。

（4）丙同学使用一氧化碳浓度传感器测得木炭、蜡烛分别在密闭集气瓶里燃烧停止后瓶内一氧化碳的浓度变化曲线如乙图。根据此曲线图分析用上述装置不能准确测出氧气体积分数的原因___________________。

（5）在实际实验过程中，有部分燃碳法实验测定的空气中氧气的体积分数可以达到20%，推测造成这一现象的原因:__________________。

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化学学习兴趣小组同学学习了“用红磷燃烧测定空气中氧气含量”实验之后，认为课本上实验存在不足，实验小组同学在教师的指导下将原装置改进如图所示，成功的测出空气中氧气体积分数．

以下是他们的探究过程：

【查阅资料】白磷的着火点为40℃．

【提出问题】氧气体积约占空气总体积的多少？

【设计实验】

①经测定，锥形瓶内空气体积为230mL，则注射器中至少应吸入_____mL 水（填整数）；

②检验装置的气密性之后，装入药品，按图所示连接好仪器，夹紧弹簧夹；

③先将锥形瓶底部放入热水中，白磷很快被引燃，然后将锥形瓶从热水中取出；

④待装置冷却后打开弹簧夹．

【实验现象】白磷燃烧的现象为_________________________，文字表达式为__________________；气球的变化情况为_________________________．

【实验结论】通过该实验说明空气中氧气的体积分数约为________．

【实验反思】请结合课本装置图分析，该改进装置比课本装置有哪些优点：（答一点即可）．

____________________________

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我校化学学习兴趣小组同学学习了“用红磷燃烧测定空气中氧气含量”实验之后，认为课本上实验存在不足，实验小组同学在教师的指导下将原装置改进如图所示，成功的测出空气中氧气体积分数。以下是他们的探究过程：

【查阅资料】白磷的着火点为40℃。

【提出问题】氧气体积约占空气总体积的多少？

【设计实验】①经测定，锥形瓶内空气体积为230mL，则注射器中至少应吸入mL水（填整数）；②检验装置的气密性之后，装入药品，按图所示连接好仪器，夹紧弹簧夹；

③先将锥形瓶底部放入热水中，白磷很快被引燃，然后将锥形瓶从热水中取出；

④待装置冷却后打开弹簧夹。

【实验现象】

白磷燃烧的现象为________，文字表达式为________；

气球的变化情况为________。

【实验结论】通过该实验说明空气中氧气的体积分数约为________。

【实验反思】请结合课本装置图分析，该改进装置比课本装置有哪些优点：

①________，②________。

（至少回答两点）

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新新化学兴趣小组在装有空气的密闭容器内，借助数字传感技术监测蜡烛从燃烧直到熄灭的过程中氧气和二氧化碳气体体积分数的变化。并根据数据绘制图像如下：结合图像回答下列问题：

（1）蜡烛燃烧前氧气的体积分数是____________

（2）蜡烛是在____________时熄灭的，此时测得二氧化碳浓度为____________，此时密闭容器内含有的气体是____________

（3）由此得出可燃物燃烧的条件是____________

（4）点燃两支长度不同的蜡烛，将其固定在桌面上。然后用玻璃杯将两支蜡烛罩在里面，发现较长的一支蜡烛先熄灭，短的蜡烛后熄灭。

（提出问题）导致高处蜡烛熄灭的原因是什么呢？

（假设猜想）①可能是高蜡烛火焰附近二氧化碳浓度过大

②可能是高蜡烛火焰附近的氧气浓度太过低

（设计实验）③甲同学按照如图装置进行实验，先在空气中点燃两支蜡烛，然后用高玻璃杯罩住。过一段时间后，发现贴在杯子内部上方的滤纸条先褪色。由此说明高蜡烛火焰附近二氧化碳的浓度____________

④乙同学收集一瓶含氧气20%、二氧化碳80%的气体，将点燃的蜡烛慢慢伸入集气瓶中并密封，观察到蜡烛燃烧一段时间慢慢熄灭了，根据此实验现象可知（假设猜想）①_______（填“合理”或“不合理”）。

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用镁条测定空气中氧气含量时(如图所示)，实验完毕，冷却后进入左瓶的水的体积远大于总容积的1/5，且产生了淡黄色固体。某学习小组对此产生兴趣，进行了如下探究。

（资料）镁化合物的颜色：白色：MgO、Mg(OH)2、MgCl2、MgCO3、Mg(NO3)2；淡黄色：Mg3N2。

（猜想）淡黄色固体是Mg3N2，是由镁与氮气发生燃烧反应生成的。由于氮气和氧气都参与了反应，导致进入水的体积远大于总容积的1/5。

（实验）小组成员设计并进行了下列实验。

①将足量白磷在空气中点燃后，迅速伸入钟罩(钟罩下端无底)内，塞紧橡皮塞(图1)；

②待钟罩内水面不再变化时，向水槽中加水，使水槽中液面与钟罩内液面相平；

③打开橡皮塞，将燃着的螺旋状镁条迅速伸入钟罩内，塞紧橡皮塞(图2)

④待钟罩内水面不再变化时，观察到钟罩内壁及表面皿中出现淡黄色固体。

（结论）小组同学的猜想正确。

（讨论）（1）镁在空气中燃烧的产物中一定不含氯化镁，理由是_____________________。

（2）步骤①中将足量白磷在钟罩内燃烧的目的是_____________________。

（3）通过以上探究，请写一点你对燃烧的新认识_____________________。

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