空气中氧气的体积分数.docVIP

对“探究空气中氧气的体积分数”试题的分析、反思与实践 艾 璐 （常州市第一中学 江苏常州 213003） 新的课程标准（化学）中对构建学生学科的情感体系提出了要求，对开展探究性教学、关注自然与社会，关注人与自然的和谐发展、关注人文精神提出了要求。窥视近几年的中考试题，创新和综合类的具有“化学味”的化学实验题将被受关注，成为了命题的新亮点。以“探究空气中氧气的体积分数”为知识背景开展多维探究的化学实验题就是其中的一类试题。如： 例题：（2004年无锡市中考题第37题）某研究性学习小组设计了如下图所示的装置，探究空气中氧气的体积分数，其中A是底面积为50cm2、高20 cm的圆筒状玻璃容器 带密封盖 ，上面标有以cm为单位的刻度，B是带刻度的敞口玻璃管 其他辅助装置略 。他们的操作过程如下： a．检查装置的气密性； b．加入水并调整B的高度，使A中的液面至刻度15 cm处； c．将过量的铜粉平铺在惰性电热板上，盖紧密封盖d．通电加热铜粉，待充分反应后，冷却到原来的状况，调整B的高度使容器A、B中的液面保持水平，记录液面刻度。 注：A容器内固态物质所占的体积忽略不计 1）在操作a中检查装置气密性的方法是 。在上述实验中，下列物质不能代替铜粉的是 填字母 。 A．红磷 B．木炭 C．铁粉在操作d结束时，装置A中液面的刻度约为 cm 填整数 。如果在操作d结束时，装置A中液面刻度在11cm处，则实验结果比理论值 填“偏大”或“偏小” 。该小组中有同学提出，用木炭代替铜粉也能测定空气中氧气的体积分数，只要将水换成一种溶液，则该溶液是 ，其原因是 用化学方程式表示 。_______cm时停止移动，说明装置气密性好。 （2）b—d的实验步骤中两活塞之间的距离h具体变化情况是_________________。 （3）空气中氧气的体积分数的计算公式（含字母h）为_____________________。 （4）如果在操作d中惰性电热板没有冷却到原来温度，则e操作中计算出的实验结果比理论值偏_____（“大”或“小”40℃），并在酒精灯上把玻璃 棒下端加热，按图示装置把集气瓶中的空气密封起来，把长导管的另一端放入盛有足量水的烧杯中。（注：集气瓶内的长导管已伸到了瓶底） ③用力把预先加热过的玻璃棒按下与白磷接触，观察到白磷立即着火燃烧，产生大量白烟，同时放出大量的热。（注：白磷与红磷燃烧的产物相同） ④待白磷燃烧熄灭后，稍加振荡，白烟消失。 ⑤待集气瓶完全冷却至室温，量出集气瓶中水的体积是b，整个集气瓶的体积是c。 ⑥根据a、b、c三个数据，计算出空气中氧气的体积分数。 根据以上信息，回答下列问题。 （1）在白磷开始燃烧到最后熄灭的过程中，集气瓶内水面的变化情况是___________。 （2）若实验非常成功，请写出a、b、c三个数据应满足的一个等式关系式：___________。 （3）组内成员小葛为了证明实验完成后的集气瓶内是否还有氧气剩余，他没有利用其它的仪器和药品，仍是利用了上述实验涉及的仪器和药品，设计了一个实验，最后得出了瓶内一定没有氧气剩余的结论。你知道他是如何实验的吗？写出简要的实验步骤和实验现象。 实验步骤 实验现象 （4）组内成员小张对“实验前集气瓶里要装进适量a 体积的水”非常不理解。咨询了组长小明之后，他终于明白“a 体积的水”的作用，其一是为了加快⑤步骤中集气瓶的冷却速度；其二则主要是_________________________________________________________。 （5）组内成员小杭性格好动，无意间他发现向⑤步骤集气瓶内的水中滴加几滴紫色石蕊试液，水会变红。这一现象使组内成员积极地展开了讨论，成员小葛是由于二氧化碳溶于水，使溶液显酸性而导致的，但小明马上作出反对，原因是空气中二氧化碳的含量极少，而实验过程中又没有产生二氧化碳，短时间内不可能会使溶液显酸性。你认为谁的观点正确？________。若你认为小明的观点正确，那么请你对“变红”现象提出大胆地猜想：_________________________________________________________。（若你认为小葛的观点正确，此空不填） （6）在上述实验中，下列操作的实施和实验现象的出现，会导致实验最后产生的实际值大于理论值的是（ ） A．．．