零五网 全部参考答案 通城学典课时作业本答案 2026年通成学典课时作业本九年级化学上册人教版江苏专版 第23页解析答案
20 (16 分)空气中含有多少氧气呢? 学习小组开展“测定空气里氧气含量”的探究活动。
【查阅资料】
① 红磷燃烧的最低温度是 $260\ °\mathrm{C}$,白磷燃烧的最低温度是 $40\ °\mathrm{C}$。
② 相同的温度和体积下,气体压强与分子数成正比。
③ 相同的温度和压强下,气体体积与分子数成正比。
【史料研究】二百多年前,化学家拉瓦锡利用汞能和氧气发生反应的原理,采用图甲装置测出氧气约占空气体积的$\dfrac{1}{5}$。

(1)加热时,曲颈甑内液态汞表面产生红色粉末,玻璃钟罩内的现象是
汞液面上升

【设计与实验】设计并利用图乙装置测空气里氧气含量。
(2)步骤如下,正确顺序为
①④③②
(填序号)。
① 检查装置气密性
② 红磷熄灭并冷却后,打开弹簧夹
③ 点燃红磷后立即伸入瓶中并塞紧塞子
④ 在集气瓶中加入少量水,将水面上方空间分成5等份,再用弹簧夹夹紧胶皮管
(3)实验结束,集气瓶中剩余气体的主要成分是
氮气
。根据实验可知,剩余气体具有
不能燃烧也不能支持燃烧
的化学性质。
【优化与实验】同学们利用图乙装置多次实验,水面均未上升到刻度线“1”处。经讨论后,分别取足量红磷、白磷采用图丙装置进行实验,记录并处理数据(红磷如图丁、白磷如图戊)。

(4)图丁中氧气含量从8.05%上升到9.26%,可能的原因是
燃烧停止后,集气瓶底部的氧气向上运动,导致传感器附近的氧气浓度增大(合理答案均可)

(5)图戊中 BC 段压强增大,原因是
反应刚开始,温度升高对压强的影响比气体减少对压强的影响大
。利用图戊数据,可计算出该实验测得的空气中氧气的体积分数是
$\dfrac{103.15\ \mathrm{kPa}-83.17\ \mathrm{kPa}}{103.15\ \mathrm{kPa}}×100\%$
(列出计算式即可)。
【反思与交流】
(6)图乙实验水面未达到刻度线“1”处,由图丁可知是因为装置中的氧气未消耗完。红磷燃烧不能将氧气消耗完的主要原因是
反应一段时间后,氧气浓度下降到一定程度,燃烧放出的热量减少,温度降低到红磷燃烧所需的最低温度以下,红磷熄灭(合理答案均可)

答案:(1) 汞液面上升
(2) ①④③②
(3) 氮气 不能燃烧也不能支持燃烧
(4) 燃烧停止后,集气瓶底部的氧气向上运动,导致传感器附近的氧气浓度增大(合理答案均可)
(5) 反应刚开始,温度升高对压强的影响比气体减少对压强的影响大 $\dfrac{103.15\ \mathrm{kPa}-83.17\ \mathrm{kPa}}{103.15\ \mathrm{kPa}}×100\%$
(6) 反应一段时间后,氧气浓度下降到一定程度,燃烧放出的热量减少,温度降低到红磷燃烧所需的最低温度以下,红磷熄灭(合理答案均可)
解析:
【分析】
本题围绕“测定空气里氧气含量”展开,需结合实验原理、步骤、现象及误差分析等知识解答各问题:
(1) 拉瓦锡实验中,汞与氧气反应消耗钟罩内氧气,使钟罩内压强减小,外界大气压将汞压入钟罩,故汞液面上升;
(2) 测定氧含量的实验步骤需遵循“先查气密性→再装药品并标记→点燃药品反应→冷却后开弹簧夹”的顺序,据此排序;
(3) 空气主要成分是氮气和氧气,氧气被消耗后剩余主要气体是氮气,红磷熄灭说明氮气不能燃烧也不支持燃烧;
(4) 图丁中氧气含量上升,是因为燃烧停止后,集气瓶底部的氧气向上扩散,使传感器附近氧气浓度增大;
(5) 图戊BC段压强增大,是因为白磷燃烧放热,温度升高对压强的影响大于气体减少的影响;计算氧气体积分数需用初始压强减去反应后剩余压强,再除以初始压强;
(6) 红磷不能耗尽氧气,是因为当氧气浓度降低到一定程度,温度达不到红磷燃烧的最低温度,红磷熄灭,无法继续消耗氧气。
【解析】
(1) 加热时汞与氧气反应生成红色氧化汞,消耗玻璃钟罩内的氧气,钟罩内气体压强减小,外界大气压将汞压入钟罩,因此玻璃钟罩内汞液面上升;
(2) 测定空气中氧气含量的正确步骤:①先检查装置气密性,防止装置漏气影响结果;④在集气瓶中加水并将水面上方空间分5等份,夹紧弹簧夹;③点燃红磷后立即伸入瓶中塞紧塞子,防止气体逸出;②红磷熄灭冷却后打开弹簧夹,避免气体受热膨胀导致测量误差,故顺序为①④③②;
(3) 空气主要成分为氮气和氧气,红磷燃烧消耗氧气,剩余气体主要是氮气;红磷在剩余气体中不能燃烧,说明氮气不能燃烧也不支持燃烧;
(4) 图丁中氧气含量上升,是因为红磷燃烧停止后,集气瓶底部的氧气向上运动,扩散到氧气传感器附近,导致传感器测得的氧气浓度增大;
(5) 图戊BC段压强增大,是因为白磷燃烧放热,装置内温度升高,温度升高对压强的影响大于气体因消耗减少对压强的影响;根据气体压强与分子数成正比,氧气体积分数等于消耗氧气的压强占初始总压强的比例,计算式为$\dfrac{103.15\ \mathrm{kPa}-83.17\ \mathrm{kPa}}{103.15\ \mathrm{kPa}}×100\%$;
(6) 红磷未耗尽氧气,是因为反应一段时间后,氧气浓度下降到一定程度,燃烧放出的热量减少,温度降低到红磷燃烧所需的最低温度(260℃)以下,红磷无法继续燃烧,故不能完全消耗氧气。
【答案】
(1) 汞液面上升
(2) ①④③②
(3) 氮气;不能燃烧也不能支持燃烧
(4) 燃烧停止后,集气瓶底部的氧气向上运动,导致传感器附近的氧气浓度增大(合理答案均可)
(5) 反应刚开始,温度升高对压强的影响比气体减少对压强的影响大;$\dfrac{103.15\ \mathrm{kPa}-83.17\ \mathrm{kPa}}{103.15\ \mathrm{kPa}}×100\%$
(6) 反应一段时间后,氧气浓度下降到一定程度,燃烧放出的热量减少,温度降低到红磷燃烧所需的最低温度以下,红磷熄灭(合理答案均可)
【知识点】
空气中氧气含量的测定、燃烧的条件、气体压强与分子数的关系
【点评】
本题以“测定空气里氧气含量”为探究主题,结合史料研究、实验设计与优化,考查基础实验操作、现象分析、误差探究及数据处理能力,综合性较强,体现了化学实验的探究性与严谨性,需学生灵活运用知识分析问题。
【难度系数】
0.5
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