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(7分)实验是科学探究的重要方法。如图是测定空气中氧气含量实验的两套装置图，请结合图示回答有关问题。装置一&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&装置二（1）根据下表提供的实验数据，完成下表硬质玻璃管中空气的体积反应前注射器中空气体积反应后注射器中气体体积实验测得空气中氧气的体积分数25mL15mL9mL&&&&（2）装置一和装置二中气球的位置不同，&&&&&&&&(填“装置一”或“装置二”)更合理，理由是&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&。（3）若实验测得的结果偏小(氧气的体积分数小于21％)，可能的原因有哪些?（列举两条）&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&；&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&。
题型：实验题难度：中档来源：不详
（1）15%（2）装置二&&&能让空气更易流通，全部通过铜粉，使氧气与铜粉充分反应（3）装置内铜粉的量不足&&未降至室温就读数（合理即可）试题分析：（1）根据题意可知：反应前玻璃管和注射器中均为空气，总体积为25ml+15ml=40ml。反应后气体减少的体积为15ml—9ml=6ml。所以可计算出空气中氧气的体积分数为：×100%=15%；（2）在实验过程中可通过推拉注射器使气体流通，让空气中氧气与氧化铜充分接触；以与氧化铜充分反应。气球的作用是当推拉注射器时保证装置的密封性。所以装置二中气球的位置更合理，可以使空气更易流通，全部通过铜粉，使氧气与铜粉充分反应。（3）在实验过程中，如测得氧气的体积分数偏小，可能的原因有：装置内铜粉的量不足；氧气没有完全反应；读数时温度未降至室温等。
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据魔方格专家权威分析，试题“(7分)实验是科学探究的重要方法。如图是测定空气中氧气含量实验的..”主要考查你对&&实验室制取和收集气体的思路，二氧化碳的性质实验，化学实验数据的分析，家庭小实验、趣味实验&&等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：
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实验室制取和收集气体的思路二氧化碳的性质实验化学实验数据的分析家庭小实验、趣味实验
实验室制取气体的思路： &&&&& 1．知识要点详解在初中化学中，主要应掌握O2、H2、CO2的实验室制法。可以从制备所需仪器、药品、反应原理、收集方法、实验装置、验满、验纯及操作要点等方面进行比较。通过比较，能够总结和归纳实验室制取气体的思路。即：研究反应原理一根据所选药品的状态和反应条件，选择适当的仪器组成相应的实验装置一根据实验装置的特点，设计合理的实验操作步骤，预测可能的注意事项一根据所制取气体的性质，选择相应的收集、检验、验满及验纯的方法。&&&&& 实验室制取气体及验证其性质的实验，属于基本操作的简单综合实验。通过对比发生装置和收集装置，总结气体的个性及几种气体的共性，提高记忆效果。&&&&&&&2．设计装置的依据制取气体的装置分两部分：气体发生装置和气体收集装置。&&&&& 发生装置的选取根据反应条件和反应物的状态而设计，收集装置是根据气体的性质(主要是物理性质)而确定的。&&&&& 确定收集装置的原则——气体的收集方法是由该气体的性质，如密度、在水中的溶解性、是否与空气或水反应、是否有毒等决定的。 气体发生装置：①“固+固”的反应，简称“固体加热型”，装置如图A所示，如用KMnO4或KClO3和MnO2制O2。 ②“固+液”的反应，简称“固液常温型”，装置如图B、C、D、E。如用H2O2和MnO2制O2、用锌粒与稀H2SO4制H2或用CaCO3与稀盐酸制CO2。同B装置相比，D装置具有便于添加液体药品，制取的气体量较多的优点；C装置不仅添加液体药品方便，而且可通过导管上的开关控制反应的发生和停止；E装置可通过分液漏斗的活塞控制加入药品的量和速度。 ③“固+液”的反应的发生装置的其他改进：为了节约药品，方便操作，可设计如下图所示装置，这些装置都可自动控制。当打开弹簧夹时，溶液进入反应器内开始反应；当关闭弹簧夹时，气路不通，反应产生的气体将溶液压出反应器外，液体与同体分离，反应停止。气体收集装置：
药品的选取和实验方案的设计： (1)可行性：所选取的药品能制得要制取的气体； (2)药品廉价易得； (3)适宜的条件：要求反应条件易达到，便于控制；(4)反应速率适中：反应速率不能太快或太慢，以便于收集或进行实验；(5)气体尽量纯净；(6)注意安全性：操作简便易行，注意防止污染。例如：①实验室制取H2时选用锌粒，而不用镁条、铁片，原因是镁价格贵且反应速率太快而铁反应速率又太慢；酸选用稀硫酸，而不宜用稀盐酸、浓硫酸，因为用稀盐酸制得的H2，因混有HCl而不纯，而锌与浓硫酸反应不生成H2.②制CO2时可选用用石灰石(或大理石)与稀盐酸，而不选用Na2CO3浓盐酸、稀硫酸，原因是Na2CO3，反应速率太快，浓盐酸易挥发出HCl气体，稀硫酸反应不能进行到底，也不能煅烧石灰石，因为条件不易达到，不呵操作；④用KClO3、过氧化氢制O2时，要加少量的MnO2，作催化剂，以加快反应的速率 实验室制取气体的实验操作程序：实验室制取气体存选择好药品、仪器后操作的一般程序：(1)组装仪器：一般按从左到右，从下到上的顺序进行； (2)检查装置气密；(3)装药品：若是固体跟液体反应，一般是是先装入固体再加入液体；(4)准备收集装置：若用排水法收集气体时，应在制取气体之前将集气瓶盛满水；(5)制取气体； (6)收集气体并验满；(7)拆洗仪器。 注意：①给同体加热时．试管口要略向下倾斜； ②用加热KMnO4或KClO3(MnO2作催化剂)的方法制取O2，若用排水法收集，实验完毕时应先把导管移出水槽再移走酒精灯； ③固体跟液体反应制取气体时，要注意长颈漏斗末端要插入液面以下进行液封，以防漏气。 装置的选取与连接：实验室制取气体的实验往往与气体的净化、气体的干燥综合在一起。气体综合实验的装置选择及连接顺序为：气体净化的几种方法： (1)吸收法：用吸收剂将杂质气体吸收除去。如除去CO中混有的少量CO2，可先用浓NaOH溶液吸收CO2，再用浓硫酸等干燥剂除去水蒸气。常用吸收剂如下表：
(2)转化法：通过化学反血，将杂质气体转化为所要得到的气体：如除去CO2中的CO，可将混合气体通过足量的灼热CuO+COCu+CO2气体的干燥：气体的干燥是通过干燥剂来实现的，选择干燥剂要根据气体的性质。一般原则是：酸性干燥剂不能用来干燥碱性气体，碱性干燥剂不能用来干燥酸性气体，干燥装置由干燥剂的状念决定．(1)常见的干燥剂
(2)干燥装置的选择&①除杂试剂为液体时，常选用洗气瓶，气体一般是 “长进短出”，如下图A。 ②除杂试剂为同体时，常选用干燥管(球形或u 形)，气体一般是“大进小出”，如下图B、C。 ③需要通过加热与固体试剂发生化学反应除去的气体，常采用硬质玻璃管和酒精灯，如下图D。装置连接顺序的确定规律： (1)除杂和干燥的先后顺序 ①若用洗气装置除杂，一般除杂在前，干燥在后。原因：从溶液中出来的气体通常混有水蒸气，干燥在后可将水蒸气完全除去。如除去CO中混有的CO2和水蒸气，应将气体先通过。NaOH溶液，再通过浓H2SO4。 ②若用加热装置除杂，一般是干燥在前，除杂在后。如除去CO2中混有的CO和水蒸气，应将气体先通过浓H2SO4，再通过灼热的CuO。 (2)除去多种杂质气体的顺序一般是先除去酸性较强的气体。如N2中混有 HCl、H2O(气)、O2时，应先除去HCl，再除去水，最后除去O2(用灼热的铜网)。 (3)检验多种气体的先后顺序(一般先验水蒸气)：有多种气体需要检验时，应尽量避免前步检验对后步检验的干扰。如被检验的气体中含有CO2和水蒸气时，应先通过无水CuSO4。检验水蒸气，再通过澄清的石灰水检验CO2.确定气体收集方法的技巧： （1）排水集气法适用于“不溶于水且小与水反应的气体”，如下图A。 （2）向上排空气法适用于“密度比空气大且小与空气成分反应的气体”(相对分子质量大于29的气体)，如下图B。 （3）向下排空气法适用于“密度比空气小且小与空气成分反应的气体”(相对分子质量小于29的气体)，如下图C。&（4）不能用排空气法收集的气体 ①气体的密度与空气的密度相近时不能用排空气法收集 ②当气体与空气中某一成分反应时不能用排空气法收集（5）有毒气体收集方法的确定 ①有毒，但气体难溶于水时，一般采用排水法收集。如下图D②有毒，但气体叉易溶于水时，则采用带双孔胶塞(一长一短的导气管)的集气瓶利用排空气法收集该气体，但必须接尾气处理装置，以免多余的有毒气体逸散到空气中污染空气，如收集氨气可用图E。气体制取实验中关于仪器或装置选择题目的解题技巧： (1)需要研究气体实验室制法的化学反应原理； (2)需要研究制取这种气体所应采用的实验装置； (3)需要研究如何证明制得的气体就是要制取的气体。根据给出的仪器或装置进行选取时，应明确制取气体的发生装置主要是两套(同体加热型和固液常温型)，依据反应物的状态和反应条件来确定选用哪套发生装置；气体的收集装置主要就是三套(向上排空气法、向下排空气法和排水法)，依据气体的性质来确定选用什么样的收集装置。选择仪器时要注意先对实验原理进行判断，然后再根据原理确定装置所需要的仪器。实验室制取气体的思路图:&探究二氧化碳的三个性质实验：1.证明二氧化碳的密度比空气的大；二氧化碳既不燃烧也不支持燃烧2.二氧化碳溶于水显酸性3.二氧化碳能溶于水 二氧化碳性质探究实验：1.证明二氧化碳的密度比空气的大；二氧化碳既不燃烧也不支持燃烧(1)装置:(2)现象:蜡烛由低到高依次熄灭结论：证明二氧化碳的密度比空气的大；二氧化碳既不燃烧也不支持燃烧 2.二氧化碳溶于水显酸性(1)装置:(2)现象:1和4实验中的白花变红,2和3白花不变色(3)结论：二氧化碳不能使紫色石蕊试液变红，二氧化碳的水溶液能使紫色石蕊试液变红。(或二氧化碳溶于水显酸性)3.二氧化碳能溶于水(1)装置：(2)现象：塑料瓶变瘪(3)结论：二氧化碳能溶于水。 实验过程中的各种测量数据及有关现象，应及时准确而清楚地记录下来。记录实验数据时，要有严谨的科学态度，要实事求是，切忌夹杂主观因素，决不能随意拼凑或伪造数据。常见的易混易错的数据：1. 托盘天平称量的质量只能精确到小数点后1位。2. 量筒测量溶液的体积，精确到小数点后1位。3. 温度计测量的温度数据精确到小数点后1位。 4. pH试纸测量溶液的pH值只能精确到整数位。 “家庭小实验”是指利用家庭生活用品来进行化学实验，从而对化学进行学习和探讨的活动。它具有趣味性、探究性、规范性、普及性等特点。常见的家庭小实验：（1）
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与“(7分)实验是科学探究的重要方法。如图是测定空气中氧气含量实验的..”考查相似的试题有：
232268287557278779261972262001160527使空气中的氧气充分反应．（2）该反应的化学反应表达式CuOCu+O2CuO，铜丝表面的变化是红色变黑色．（3）小强测得实验结果如下：
反应前注射器内气体总体积
反应后注射器内气体总体积
22mL由此数据可以推算出他测定的空气中氧气的体积分数＜2l%（填“＞”、“=”、“＜”）．造成该实验出现误差的原因可能是③．（填序号，）①没有交替缓缓推动两个注射器活塞；②读数时没有冷却至室温；③加入铜丝量太少；&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&[实验二]：小红采用B图所示的装置进行实验：实验过程如下：第一步：将集气瓶容积划分为五等份，并做好标记．第二步：用放大镜点燃燃烧匙内的红磷．第三步：待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，发现水被吸入集气瓶中，进入集气瓶中水的体积约为集气瓶总容积的1/5．请回答下列问题：（1）集气瓶中剩余的气体主要是氮气，根据实验推断它的性质有难溶于水，既不能燃烧，也不能支持燃烧．（2）实验完毕，若进入集气瓶中水的体积小于总容积的，其原因可能是装置漏气、红磷的量不足，若进入集气瓶中水的体积大于总容积的，其原因可能是装置内的部分空气逸散出来，就会导致进入集气瓶中水体积大于五分之一．（0）红磷燃烧的现象是发出黄光，放出热量，冒出大量的白烟，化学反应表达式为PuO5P+O2P2O5．[实验三]小华同学打算采用C图所示的装置进行实验：设计如下方案：选用实际容积为25mL的试管作为反应容器，将过量的白磷放入试管，用橡皮塞塞紧试管，通过导管与注射器（注射器的容积为4pml，且润滑性很好）相连，注射器的前沿停在2pml刻度处．（假设此实验能够按照小华的设想正常进行，白磷所占体积与导管内的气体体积忽略不计，且两个容器间的导管足够粗，保持空气正常流动．）请回答下列问题：（1）实验前，打开弹簧夹，将注射器活塞前沿从20mL刻度处推至15mL刻度处，然后松开手，若活塞仍能返回至20mL刻度处，则说明气密性良好；（2）若先夹紧弹簧夹，用酒精灯加热白磷，燃烧结束，试管冷却后，再松开弹簧夹．可观察到的现象为：注射器活塞在11mL刻度处；（3）若不使用弹簧夹，用酒精灯加热白磷，燃烧结束，试管冷却．在实验的过程中观察到的现象为有大量的白烟冒出，注射器活塞先向右移动，试管冷却后，注射器活塞最后向左移动．（4）若按小华的设想进行实验，实际可能遇到诸多问题而发生危险，造成实验失败．例如：试管受热不均匀而炸裂等．[实验四]小明用图D装置进行镁条在空气中燃烧的实验，燃烧、冷却后打开止水夹，进入集气瓶中水的体积约占集气瓶体积的70%．（1）如图A仪器的名称是烧杯，镁带燃烧的反应表达式为Mg0Mg+O0MgO、冷却后打开止水夹，水能进入集气瓶的原因是镁与氧气反应，集气瓶内压强减少，内外产生压强差．（2）如果镁条只和空气中的氧气反应，则进入集气瓶中水的体积最多不超过其容积的d1%．现进入集气瓶中水的体积约为其容积的70%，根据空气的组成可推出减少的气体中有氮气．考点：测定空气里氧气含量的探究．专题：科学探究．分析：本题用铜丝、白磷或红磷测定空气中氧气的含量，本探究实验一般要注意以下几点：①装置的气密性好；②所用药品铜丝、白磷或红磷的量，必须是足量；③读数时一定要冷却到原温度；④生成物的状态一般要求是固态等．如果控制不好条件，进入集气瓶中水体积会小于五分之一．如果装置内的部分空气逸散出来，就会导致进入集气瓶中水体积大于五分之一．符号表达式的书写要正确，本实验也体现了氮气难溶于水，既不能燃烧，也不能支持燃烧的性质．
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空气与水．
A、集气瓶内剩余的气体主要是氮气，说明氮气不支持燃烧；
B、集气瓶内剩余的气体主要是氮气，说明氮气不溶于水；
C、集气瓶内剩余的气体主要是氮气，不能得出氮气的熔点；
D、氮气体积约为集气瓶空气体积的，氧气体积约为集气瓶空气体积的，从而得出空气中氮气和氧气的体积比．
解：A、集气瓶内剩余的气体主要是氮气，说明氮气不支持燃烧，故结论与此实验事实有关；
B、集气瓶内剩余的气体主要是氮气，说明氮气不溶于水，故结论与此实验事实有关；
C、集气瓶内剩余的气体主要是氮气，不能得出氮气的熔点，故结论与此实验事实无关；
D、氮气体积约为集气瓶空气体积的，氧气体积约为集气瓶空气体积的，从而得出空气中氮气和氧气的体积比约为4：1，故结论与此实验事实有关．
本题主要考察根据实验事实分析实验结论的能力，难度不大．
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