初中化学探究氧气的性质探究题

下列是初中化学部分重要的实验装置。请按要求填空：


（1）A中为了测定空气中氧气的含量，采用化学方法除去空气中的氧气，发生反应的化学方程式：                                ；若装置气密性良好，实验所测得氧气的含量小于21%，其原因可能①                   ，②                       。
（2）B实验a中看到的现象是                              ，用化学方程式表示该现象的原因                           ；b装置中的现象能说明二氧化碳具有                                       性质，这一性质在实际生活中的应用为                   。
（3）小明按C图实验时，集气瓶底部炸裂，其可能的原因是                                    。
小明对铁丝在氧气中燃烧为什么会火星四射进行探究。他将镁和不同含碳量的铁（镁和铁直径均为0．4mm）放入氧气中燃烧，并将现象记录在下表中。

物质	镁	含碳0．05%的铁	含碳0．2%的铁	含碳0．6%的铁
燃烧时 的现象	剧烈燃烧，发出 耀眼白光，无火星	剧烈燃烧 极少火星	剧烈燃烧 少量火星	（未填）

①你认为表中未填的实验现象是                                                    。
②造成铁丝在氧气中燃烧时火星四射的主要原因是                                  。

日常生活中使用的塑料袋有两种，一种是用聚乙烯制成的，另一种是用聚氯乙烯制成的。通过查阅资料知：聚乙烯完全燃烧生成CO₂和H₂O，而聚氯乙烯完全燃烧除生成CO₂和H₂O外，还有刺激性气味的气体产生，该气体极易溶于水生成盐酸，则该气体是________________。
(1)鉴别这两种塑料袋最简单的方法是________________________________。
(2)现用如图所示的实验来探究塑料燃烧的产物。实验时，若B、C两瓶都观察到明显现象，则B瓶中的现象是_____________，C瓶中的现象是___________，由此可判断A瓶中燃烧的是_____________________。

2014年12月28日，郑州地铁1号线投入试运营，不但缓解了市内交通压力，也改善了我市空气质量。
I．地铁站里氧气含量的测定
地铁站里氧气的含量应与地面保持一致。现有一瓶从地铁站里收集到的空气样品，康康利用如图实验装置测定样品中氧气的含量。请指出测定时需要注意的事项。（至少3条）

Ⅱ，铁的冶炼
地铁的修建需要大量的钢材。康康用下图装置模拟炼铁的化学原理，请写出反应的化学方程式：                                    。为了提高CO的利用率，你将怎样改进此装置？

Ⅲ．金属材料在地铁方面的应用 在地铁修建过程中使用了大量的金属材料
（1）地铁入口处的雨篷骨架用铝合金而不用纯铁的原因是         。
（2）钢轨用锰钢的原因是     。
（3）出口处的广告架是金属经焊接而成的，焊条的熔点     （填“＞”、“＝”或“＜”）组成焊条的纯属金属的熔点。
Ⅳ．金属的活动性
康康到工地了解了部分金属材料的防锈问题。技术人员告诉他，采用镀锌钢管做水管时，最好不要用铜质接头。为了探究这三种金属的活动性，康康把等表面积的铁片和锌片放入硫酸铜溶液中（如图所示）。

请回答：
（4）如何判断它们是否发生了化学反应？
（5）甲试管中反应前后溶液的质量（填“增重”、“不变”或“减轻”），乙试管中发生反应的化学方程式为                    。
（6）上述实验不能够完全证明三种金属的活动性，需要补充的实验操作是        。
Ⅴ．郑州地铁1号线每车次运送乘客约1800人，走同样的路线，CNG公交车每车次消耗天然气akg（以甲烷计算），每辆CNG公交车运送乘客以60名计。若乘CNG公交车的乘客均改乘地铁1号线，则地铁每运行一车次，可减少二氧化碳排放多少千克？ 

“用双氧水和二氧化锰制氧气”的反应方程式为_________________________。某同学做了该实验后，展开了下列思考与探究：
（1）催化剂MnO₂的用量对反应速率有没有影响呢？
他做了这样一组实验：每次均用30mL10％的H₂O₂溶液，采用不同量MnO₂粉末做催化剂，测定各次收集到500mL氧气时所用的时间，结果如下：（其它实验条件均相同）

实验次序	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
MnO2粉末用量（克）	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6	0.7	0.8	0.9	1.0
所用时间（秒）	17	8	7	5	4	3	2	2	2	2

 
请分析表中数据回答：MnO₂的用量对反应速率有没有影响呢？如果有，是怎么样影响的呢？
（2）H₂O₂溶液的溶质质量分数对反应速率有没有影响呢？
他又做了一组实验：每次均取5mL30％的H₂O₂溶液，然后稀释成不同溶质质量分数的溶液进行实验。记录数据如下：（实验均在20℃室温下进行，其它实验条件也均相同）

实验次序	1	2	3	4	5	6	7	8
H2O2溶液溶质质量分数	1％	3％	5％	10％	15％	20％	25％	30％
MnO2粉末用量/克	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2
收集到540mL气体所用时间/秒	660	220	205	80	25	9	4	3
反应后溶液温度/℃	24	34	39	56	65	67	68	70

 
请分析表中数据回答：H₂O₂溶液的溶质质量分数对反应速率有没有影响？如果有，是怎样影响的呢？
（3）还有那些因素可能影响该反应速率呢？请你说出一个猜想。

做完“铁在氧气里燃烧”实验后，某兴趣小组有一些疑惑不解的问题，于是他们进行了以下探究活动，请你一同参与。
[问题1] 细铁丝在氧气中燃烧为什么会“火星四射”?
[查阅资料1]①日常生活中的钢铁制品都含有少量碳杂质。 ②含碳细铁丝燃烧时，其中的炭粒生成的CO₂气体在熔融液态物质中形成气泡，熔融液态物质因气泡炸裂引起“火星四射”的现象。
[设计实验]为了探究细铁丝在纯氧中燃烧产生“火星四射”现象的原因，该小组同学设计的实验方案是：取长短粗细相同的含碳细铁丝和不含碳的细铁丝，分别在足量的氧气中燃烧，观察现象。你认为他们的方案         （填“合理”或“不合理”）。
[实验探究1]小明做细铁丝在氧气中的燃烧实验时，他把细铁丝绕成螺旋状，一端系在一根铁丝上，另一端系上一根火柴。点燃火柴后迅速把铁丝连同火柴一起插入集气瓶下部（没有接触到细沙，如图所示），但不见铁丝燃烧，反复实验均未成功。

该同学认为可能导致失败的原因主要有三种：
A．铁丝表面有锈迹，影响了反应的进行；
B．点燃火柴后立即将它伸入瓶内，火柴燃烧消耗了氧气，不利于铁丝的燃烧；
C．火柴燃烧时有大量的热量放出，将铁丝和火柴迅速伸至集气瓶下部，因热胀冷缩之故。瓶内氧气会膨胀逸出，使铁丝无法燃烧。
实验：根据以上假设，他对实验应作的相应改进为：
(1)         ；(2)          ；(3)            。
[问题2]铁燃烧时溅落下来的黑色物质中还有没有铁呢？
[查阅资料2] ①自然界中铁的氧化物主要是Fe₃O₄和Fe₂O₃两种（FeO极易被氧化为Fe₂O₃）；②铁的氧化物均能溶于酸的溶液。
[实验探究2]将冷却后的黑色物质碾碎，装入试管，加入_____溶液，观察到的现象是_____，说明铁燃烧时溅落下来的黑色物质中还含有铁。
[问题3]铁燃烧的产物为什么不是Fe₂O₃呢？
[查阅资料3]①Fe₃O₄和Fe₂O₃的分解温度、铁的熔点见表：②Fe₂O₃高温时分解成Fe₃O₄。

	Fe3O4	Fe2O3	铁
分解温度/℃	1538	1400	—
熔点/℃	—	—	1535

[理论探讨]
根据实验现象，并结合表中数据，可推知铁在氧气里燃烧时产生的高温应在_____之间，在此温度范围内Fe₂O₃已分解，所以铁在氧气里燃烧的产生是Fe₃O₄。
[拓展延伸]
（1）小林同学发现“铁丝”在纯净氧气中燃烧起来，观察到火星四射，并有黑色固体生成，请写出该反应的化学方程式      ；
（2）Fe₂O₃高温时会分解成Fe₃O₄和一种气体，请写出此反应的化学方程式__________；
（3）有些超市的食品密封包装盒的透明盖内放有黑色的FeO粉末，若粉末的颜色_____，就说明包装盒破损进气，这样售货员就能及时发现并处理。

实验是进行科学探究的重要方式，请根据下图回答问题：

① 用A图所示装置进行电解水实验时，a管产生的气体是       。水中预先加入硫酸目的是                      。 反应的文字表达式是             。实验的主要结论是                                      。
② 用B图所示装置测定空气中氧气含量时得到的结论是                             实验中导致实验结果偏大的两个可能原因是               ；             。
③ 利用C图所示方法，把二氧化碳气体慢慢倒入烧杯中，看到的现象是                          
④ 利用D图所示方法 ， 对细铁丝在氧气中燃烧为什么会火星四射进行探究。下表是不同含碳量的铁丝（所用铁丝直径均相同）放入氧气中燃烧时的实验现象：

铁丝中含碳量	0.05％	0.2％	0.6％
燃烧时的现象	剧烈燃烧，极少火星	剧烈燃烧，少量火星	剧烈燃烧，大量火星

由上表分析出，“火星”可能是       与氧气反应导致的。实验中要预先加入少量水的目的是                      写出铁燃烧的文字表达式                           

小亮对铁丝在氧气里燃烧时出现的红热球状物产生了兴趣，随后他进行了以下探究活动。
【问题1】铁燃烧后剩下来的球状物质中还有没有铁呢？
【实验探究】将剩下来的球状物质碾碎，加入       溶液，观察到的现象是                  ，说明铁燃烧时溅落下来的黑色物质中还含有铁。
【问题2】铁燃烧的产物为什么不是Fe₂O₃呢？
【查阅资料】
（1）自然界中铁的氧化物主要是Fe₃O₄和Fe₂O₃两种（FeO极易被氧化为Fe₂O₃）；
（2）Fe₃O₄和Fe₂O₃的分解温度、铁的熔点见表：

（3）Fe₂O₃高温时分解成Fe₃O₄
【理论探讨】实验测定铁在氧气里燃烧的产物是Fe₃O₄，结合表中数据，可推知铁在氧气里燃烧时产生的高温应在           ℃之间，在此温度范围内       已分解。
【拓展延伸】
（1）实验中为了防止集气瓶炸裂，必须               ；
（2）有些食品包装盒的透明盖内放有黑色的FeO粉末，若粉末的颜色      ，就说明包装盒破损进气，这样售货员就能及时发现并处理。

完成细铁丝在氧气中燃烧的探究活动报告。
（1）探究活动的名称：___________________________________________。
（2）实验所用仪器：集气瓶、______________。
（3）操作步骤：
①先用砂纸将铁丝磨成光亮的银白色；
②绕成螺旋状于一根火柴杆上；
③点燃火柴杆、将铁丝伸入盛有氧气的集气瓶中。
（4）反应的现象是__________________________________________________。
（5）问题分析：用收集到的氧气做细铁丝燃烧的实验时，发现瓶底炸裂，发生失误的操作原因可能是_________________________________________________________。