Question

【題目】空氣是我們賴以生存的寶貴資源，是由多種物質(zhì)組成的自然資源。

Ⅰ.設(shè)計實驗檢驗空氣中的氧氣和二氧化碳

（進行實驗）補全實驗內(nèi)容

實驗編號	實驗操作	實驗現(xiàn)象	結(jié)論
①	將空氣持續(xù)通入澄清的石灰水中	______	空氣中含二氧化碳
②	取樣，將________伸入該空氣中	_________	空氣中含氧氣

Ⅱ.下圖是以空氣等為原料合成尿素[CO(NH2)2]的流程。請按要求回答相關(guān)問題:

（1）空氣屬于______(填“純凈物”或“混合物”)，X是空氣中含量最多的氣體，其化學(xué)式_______。

（2）圖中分離空氣的過程屬于________變化(填“物理”或“化學(xué)”)。

（3）空氣中含有的少量稀有氣體的化學(xué)性質(zhì)_______(填“活潑”或“穩(wěn)定”)。

（4）①天然氣的主要成分是CH4，天然氣屬于______再生資源(填“可”或“不可”)。

②CH4能做燃料是因為具有________性，若不完全燃燒有黑煙，黑煙是______

③由CH4在該流程中的作用表明：化學(xué)反應(yīng)中發(fā)生物質(zhì)變化的同時也會伴隨有________變化(填“能量”或“元素種類”)。

（5）根據(jù)流程寫出NH3合成尿素的化學(xué)反應(yīng)表達式______________。

Ⅲ.某化學(xué)興趣小組同學(xué)設(shè)計了多組實驗裝置測定空氣中氧氣的含量。

（常規(guī)測定）

如圖1所示的是小明用紅磷在空氣中燃燒來測定的方法．

（1）紅磷燃燒的化學(xué)方程式：______________；

（2）上面的實驗同時證明了氮氣的化學(xué)性質(zhì)有______________（寫一條）。

（實驗改進）小華同學(xué)經(jīng)過思考，沒有使用止水夾，設(shè)計出了如圖2所示的實驗裝置。

實驗過程：

（1）經(jīng)檢查，裝置的氣密性良好；

（2）在集氣瓶里裝進a體積的水，燃燒匙里放一塊白磷（40℃時白磷即可燃燒），按圖2示裝置連接儀器，然后在酒精燈上把玻璃棒下端加熱，玻璃棒的作用為______________；（注：集氣瓶內(nèi)的長導(dǎo)管已接近瓶底）

（3）把預(yù)先加熱過的玻璃棒按下與白磷接觸，觀察到白磷立即著火燃燒，現(xiàn)象為______

（4）待集氣瓶完全冷卻至室溫，量出集氣瓶中水的體積是b，整個集氣瓶的體積是c。從白磷開始燃燒到最后熄滅的過程中，集氣瓶內(nèi)水面的變化現(xiàn)象是______________；

（5）已知c=60mL，a=10mL，b=19mL，計算氧氣的體積分數(shù)為______________。

實驗反思：

（1）實驗前集氣瓶里要裝進 “a 體積的水”的作用，其一是為了加快⑤步驟中集氣瓶的冷卻速度；其二主要是______________；

（2）在上述實驗中，下列操作的實施和實驗現(xiàn)象的出現(xiàn)，會導(dǎo)致實驗最后產(chǎn)生的實際值小于理論值的是______________；

A 裝置氣密性不好 B 實驗前集氣瓶里沒有裝a體積的水

C 集氣瓶沒有冷卻到室溫 D 用紅磷代替白磷（紅磷的著火點在240℃左右）

（實驗拓展）

（1）小軍同學(xué)對實驗進行反思后，提出了改進方法（如圖3所示 ），你認為改進后的優(yōu)點是：_____；

（2）暖寶寶貼（主要成分為鐵粉，木炭，食鹽）的熱量來源是鐵粉的緩慢氧化，可設(shè)計使用暖寶寶貼來測定空氣中氧氣的含量，實驗開始前的裝置如圖所示，實驗后從量筒中流入玻璃瓶（容積為250mL）中的水的體積為45mL（鐵粉生銹消耗的水忽略不計），下列說法正確的是______

A 該實驗原理是利用鐵粉生銹消耗氧氣

B 通過本次實驗數(shù)據(jù)測的空氣中氧氣的體積分數(shù)為18%

C 若實驗測得空氣中氧氣體積分數(shù)偏低，可能是暖寶寶貼的使用數(shù)量不足

D 必須等溫度計的讀數(shù)恢復(fù)至實驗前溫度后才能記錄量筒內(nèi)剩余水的體積

Answer 1

【答案】澄清的石灰水變渾濁 燃著的木條 木條照常燃燒 混合物 N2 物理 穩(wěn)定 不可 可燃性 炭黑 能量 CO2+NH3CO（NH2）2+H2O 不具有助燃性等 引燃白磷 放出熱量、冒出大量的白煙 先下降，后上升 18% 形成液封，防止實驗過程中集氣瓶內(nèi)的氣體從長導(dǎo)管中向外逸散而影響實驗結(jié)果 AC 更充分吸收氧氣，使結(jié)果更準(zhǔn)確；實驗操作簡單；不污染空氣等 ACD

【解析】

解：Ⅰ. ①二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁，將空氣通入澄清的石灰水中變渾濁，說明空氣中不含二氧化碳；

②氧氣能支持燃燒，將燃著的木條伸入空氣中，木條照常燃燒，空說明氣中含氧氣；

Ⅱ.（1）空氣中含有多種成分，屬于混合物；X是空氣中含量最多的氣體，該氣體是氮氣，其化學(xué)式為N2；

（2）圖中分離空氣的過程沒有生成新物質(zhì)，屬于物理變化；

（3）空氣中含有的少量稀有氣體的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定；

（4）①天然氣屬于不可再生資源；

②CH4能做燃料是因為具有 可燃性，若不完全燃燒有黑煙，黑煙的主要成份是炭黑；

③化學(xué)反應(yīng)中發(fā)生物質(zhì)變化的同時也會伴隨有能量變化；

（5）尿素只含有營養(yǎng)元素氮元素，屬于氮肥；二氧化碳和NH3在低溫高壓下能反應(yīng)生成尿素和水，化學(xué)反應(yīng)表達式為：CO2+NH3CO（NH2）2+H2O；

Ⅲ. [常規(guī)測定]（1）紅磷燃燒生成五氧化二磷，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：；

（2）過量的紅磷最后會熄滅，說明氮氣不具有助燃性等性質(zhì)；

[實驗改進]

（2）在酒精燈上把玻璃棒下端加熱，然后用玻璃棒引燃白磷；

（3）白磷在空氣中燃燒的現(xiàn)象：發(fā)黃光、放出熱量、冒出大量的白煙；

（4）磷和氧氣在點燃的條件下生成五氧化二磷，從白磷開始燃燒到最后熄滅的過程中，集氣瓶內(nèi)水面的變化情況是先下降，后上升，因為開始時，燃燒放熱使氣體體積膨脹，冷卻后收縮，因此先下降，后上升；

（5）根據(jù)a、b、c三個數(shù)據(jù)，計算出空氣中氧氣的體積分數(shù)，已知C=60ml，a=10ml，a上面的空氣五等分，則b=19mL；因此氧氣的體積分數(shù)=×100%=18%；

[實驗反思]（1）實驗前集氣瓶里要裝進適量a體積的水的作用是：形成液封，防止實驗過程中集氣瓶內(nèi)的氣體從長導(dǎo)管中向外逸散而影響實驗結(jié)果；

（2）導(dǎo)致實驗最后產(chǎn)生的實際值小于理論值，說明氧氣減少的量不足或者外界空氣進行了補充；

[實驗拓展]（1）此方法測定空氣中氧氣含量的優(yōu)點是：更充分吸收氧氣，使結(jié)果更準(zhǔn)確；實驗操作簡單；不污染空氣等；

（2）A、該實驗原理是利用鐵粉生銹消耗氧氣，瓶內(nèi)壓強減小，故正確；

B、鐵生銹消耗氧氣，使裝置內(nèi)的氣壓減小，進入水的體積就是消耗氧氣的體積，集氣瓶內(nèi)空氣的體積是（250-20）mL=230ml，進入水的體積是45mL，即氧氣的體積是45mL，因此氧氣的體積分數(shù)=≈19.6%，故錯誤；

C、發(fā)熱劑的量必須足量，因為只有足量的發(fā)熱劑才能把氧氣消耗完，使結(jié)果準(zhǔn)確，若實驗測得空氣中氧氣體積分數(shù)偏低，可能是暖寶寶貼的使用數(shù)量不足，故正確；

D、必須等溫度計的讀數(shù)恢復(fù)至實驗前的溫度后才能記錄量筒內(nèi)剩余水的體積，使結(jié)果準(zhǔn)確，故正確。