Question

【題目】空氣是我們賴以生存的寶貴資源，是由多種物質組成的自然資源。

Ⅰ.設計實驗檢驗空氣中的氧氣和二氧化碳

（進行實驗）補全實驗內容

實驗編號	實驗操作	實驗現象	結論
①	將空氣持續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，其化學式_______。

（2）圖中分離空氣的過程屬于________變化(填“物理”或“化學”)。

（3）空氣中含有的少量稀有氣體的化學性質_______(填“活潑”或“穩定”)。

（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：化學反應中發生物質變化的同時也會伴隨有________變化(填“能量”或“元素種類”)。

（5）根據流程寫出NH3合成尿素的化學反應表達式______________。

Ⅲ.某化學興趣小組同學設計了多組實驗裝置測定空氣中氧氣的含量。

（常規測定）

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）紅磷燃燒的化學方程式：______________；

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

（實驗改進）小華同學經過思考，沒有使用止水夾，設計出了如圖2所示的實驗裝置。

實驗過程：

（1）經檢查，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：集氣瓶內的長導管已接近瓶底）

（3）把預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，集氣瓶內水面的變化現象是______________；

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

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象的出現，會導致實驗最后產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 通過本次實驗數據測的空氣中氧氣的體積分數為18%

C 若實驗測得空氣中氧氣體積分數偏低，可能是暖寶寶貼的使用數量不足

D 必須等溫度計的讀數恢復至實驗前溫度后才能記錄量筒內剩余水的體積

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的氣體從長導管中向外逸散而影響實驗結果 AC 更充分吸收氧氣，使結果更準確；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，其化學式為N2；

（2）圖中分離空氣的過程沒有生成新物質，屬于物理變化；

（3）空氣中含有的少量稀有氣體的化學性質穩定；

（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化學反應中發生物質變化的同時也會伴隨有能量變化；

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

Ⅲ. [常規測定]（1）紅磷燃燒生成五氧化二磷，反應的化學方程式為：；

（2）過量的紅磷最后會熄滅，說明氮氣不具有助燃性等性質；

[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象：發黃光、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a、b、c三個數據，計算出空氣中氧氣的體積分數，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=×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的氣體從長導管中向外逸散而影響實驗結果；

（2）導致實驗最后產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點是：更充分吸收氧氣，使結果更準確；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，瓶內壓強減小，故正確；

B、鐵生銹消耗氧氣，使裝置內的氣壓減小，進入水的體積就是消耗氧氣的體積，集氣瓶內空氣的體積是（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=≈19.6%，故錯誤；

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

D、必須等溫度計的讀數恢復至實驗前的溫度后才能記錄量筒內剩余水的體積，使結果準確，故正確。