專題四物質的成分測定一、蠟燭、甲烷等物質的成分測定1、蠟燭物質的成分測定蠟燭燃燒實驗實驗操作點燃蠟燭后，用干而冷燒杯罩在火焰上方用內壁涂有的燒杯罩在火焰上方實驗現象燒杯內壁有生成澄清石灰水變說實驗結論明蠟燭燃燒產生說明蠟燭燃燒產生表達式石蠟+氧氣二氧化碳+水實驗證明根據元素守恒定律可得，組成蠟燭的元素中，含有碳、氫兩種元素2、甲烷的成分測定甲烷燃燒實驗實驗操作點甲烷后，用干而冷燒杯罩在火焰上方用內壁涂有的燒杯罩在火焰上方實驗現象燒杯內壁有生成澄清石灰水變說實驗結論說明甲烷燃燒產生說明蠟燭燃燒產生表達式甲烷+氧氣二氧化碳+水實驗證明根據元素守恒定律可得，組成蠟燭的元素中，含有碳、氫兩種元素二、吸人氣體和呼出氣體的成分比較1、探究方法：做對比實驗（控制變量）2、呼吸作用：葡萄糖+氧氣→二氧化碳+水；呼出氣體較吸入的空氣而言減少，和增多。氧氣含量比較二氧化碳含量比較水蒸氣含量比較操作在裝有空氣和呼出氣體的集氣瓶中，分別伸入的小木條裝有空氣和呼出氣體的集氣瓶中，分別滴入的澄清石灰水，振蕩對一塊的玻璃片哈氣，并與放在空氣中的干燥玻璃片比較現象空氣中的木條呼出氣體中的木條空氣中石灰水變化呼出氣體中澄清石灰水空氣中的玻璃片變化哈氣的玻璃片上出現結論呼出氣體中的氧氣呼出氣體中的二氧化碳呼出氣體中的水蒸氣3、應用：空氣不能使澄清石灰水變渾濁，不是空氣中無二氧化碳，而是量太少，反應了無明顯現象；久置于空氣中的澄清水出現渾濁或白膜，即是空氣中二氧化碳反應的效果。三、測定空氣中氧氣的含量（1）拉瓦錫研究空氣成分：用定量的方法實驗，第一次明確提出了“空氣是由氧氣和氮氣組成”。其中氧氣約占空氣總體積的1/5的結論。（2）實驗室測定空氣中氧氣含量實驗室測定空氣中氧氣含量裝置圖實驗原理紅磷在密閉空間中燃燒消耗氧氣，使得密閉空間中壓強，打開彈簧夾，將燒杯中的水壓入集氣瓶中。（壓入的水的體積=被消耗的氧氣的體積）實驗現象紅磷燃燒，熱量，產生大量，裝置冷卻到室溫后打開彈簧夾，燒杯內的水倒流入集氣瓶，約占集氣瓶內氣體體積的。（白磷同紅磷燃燒的反應原理和現象相同，只是二者能夠燃燒的溫度不同，白磷40oC，紅磷240oC）實驗結論點燃氧氣約占空氣總體積的點燃反應原理點燃文字表達式：磷+氧氣五氧化二磷符號表達式：P+O2P2O5點燃注意事項a、所用的紅磷必須過量[如果紅磷過少則氧氣沒有全部消耗完,測量結果]。b、要等集氣瓶（裝置）冷卻到后才能打開彈簧夾[否則瓶內剩余氣體仍然膨脹，剩余氣體體積偏大，使得進入集氣瓶內的水偏少，測量結果]。c、裝置的氣密性要好[漏氣會使外面空氣漏進來，測量結果]。d、要先夾緊橡皮管，然后再點紅磷，迅速伸入集氣瓶立即塞緊瓶塞[紅磷伸入過慢，瓶內氣體受熱膨脹逸出，或未夾緊彈簧夾，導致燃燒時氣體受熱膨脹逸出，測量結果]。四、水的組成實驗裝置實驗步驟實驗現象現象分析1.接通電源兩電極端均產生氣泡，一段時間后，負極端氣體體積約為正極端氣體體積倍相同條件下，負極產生氣體較快較2.用燃著的木條分別檢驗兩極氣體正極端氣體讓小木條燃燒更旺，負極端氣體能燃燒，產生淡火焰正極端氣體具有性負極端氣體具有性實驗結論反應表達式注意事項水通電生成氫氣和氧氣，說明水由元素和元素組成文字表達式：水氫氣+氧氣符號表達式：H2OH2+O2電源選擇；水中加入硫酸鈉或氫氧化鈉的目的：增強水的反思交流氣體聚集在玻璃管上端，說明氣體具有什么性質？氣體密度水，且不大實驗時正負極端產生的氣體體積比小于1:2的原因？氧氣溶于水，氫氣溶于水；且氧氣可能和金屬電極發生反應。3.本實驗得到的氣體體積比和質量比氫氣氧氣的體積比約為；質量比約為題型01蠟燭、甲烷等物質的成分測定典例分析【例1】下面是關于蠟燭及其燃燒實驗的探究。（1）圖1實驗的目的是；（2）圖2中，若將干冷的燒杯罩在蠟燭火焰上方，出現的現象是。變式訓練【變式1-1】已知蠟燭的主要成分是石蠟。下列有關蠟燭及蠟燭燃燒的描述正確的是（）A．點燃蠟燭時只發生化學變化 B．將木條平放在蠟燭火焰中，約1秒后取出，可比較火焰各層溫度 C．用干燥的燒杯罩在蠟燭火焰上方，可檢驗蠟燭燃燒生成二氧化碳氣體 D．蠟燭熄滅后冒出的白煙是石蠟蒸氣【變式1-2】以下是蠟燭燃燒的探究實驗：（1）實驗Ⅰ中小木條（填字母）處最先變黑，原因是。（2）實驗Ⅱ中分別用干冷的燒杯和內壁用澄清石灰水潤濕的燒杯先后罩在火焰上方，可以觀察到第一個燒杯內壁出現水珠，第二個燒杯內壁。寫出石蠟燃燒的文字表達式。（3）實驗Ⅲ中，若用燃著的火柴接近導管另外一端，導管口出現火焰，說明蠟燭火焰中導出的物質具有性。（4）實驗Ⅳ中蠟燭又被點燃，說明蠟燭熄滅時產生的白煙（選填“是”或“不是”）二氧化碳和水蒸氣。燭芯冒出的白煙成分是。題型02吸人氣體和呼出氣體的成分比較典例分析【例2】在科學實踐活動中，某小組對人體吸入的空氣與呼出的氣體進行探究。（1）實驗1中，取一副眼鏡，對著一塊鏡片哈氣，此鏡片上出現白霧，另一塊鏡片無明顯變化，證明人呼出氣體中的含量比空氣中多。（2）實驗2中，欲證明人呼出氣體中氧氣的含量比空氣中少，可將燃著的木條同時伸入空氣和人呼出氣體中，下列說法正確的是（填序號）。A.人呼出氣體中的木條比空氣中的木條先熄滅B.空氣中的木條比人呼出氣體中的木條先熄滅C.該實驗能證明氧氣具有可燃性（3）實驗3中，欲證明人呼出氣體與空氣中二氧化碳含量的多少，還需要控制的變量是。變式訓練【變式2-1】某化學興趣小組實驗測出，人在呼吸中各氣體體積分數如下表所示，回答下列問題：氣體XY二氧化碳水其它吸入氣體78%21%0.03%0.06%0.91%呼出氣體75%15%3.68%5.44%0.88%（1）請你判斷：X是。（2）請你回答：因參與新陳代謝消耗的氣體是。（3）請你證明：呼出的氣體中含有一種光合作用所需氣體，請你設計實驗檢驗該氣體（簡述“操作+現象+結論”）。（4）請你分析：X氣體在人體呼吸過程中沒有參與化學反應，在呼出過程中體積分數卻減少了，原因是。【變式2-2】人通過肺與外界進行氣體交換，吸入空氣中的氧氣，排出二氧化碳和水蒸氣。但人排出的二氧化碳究竟是空氣中原有的，還有人體代謝的最終產物？為了證實這個問題，有人采用了如圖所示的裝置進行實驗。（1）人吸氣時，應將活塞A（填“打開”或“關閉”）。（2）人呼氣時，應將活塞A（填“打開”或“關閉”），此時可觀察到Ⅱ瓶內的現象是。（3）Ⅰ瓶中所裝試劑的作用是；Ⅱ瓶中所裝試劑的作用是。將上述操作反復進行，能證明人呼出的氣體中所含有的二氧化碳不是來自空氣，而是人體的代謝產物。題型03測定空氣中氧氣的含量典例分析【例3】在“空氣中氧氣含量的測定”實驗探究中，甲同學設計了如下實驗方案：在燃燒匙內盛過量紅磷，點燃后立即插入集氣瓶內，塞緊橡皮塞，待紅磷火焰熄滅，集氣瓶冷卻至室溫，打開鐵夾。（實驗裝置如圖所示）回答下列問題：①實驗過程中，觀察到的主要現象是，。反應的文字表達式是。②待燒杯中的水不能再進入集氣瓶后，打開橡膠塞，將集氣瓶中的水全部倒入量筒中，測得其中水的體積為76mL。該同學在實驗前設法準確地測定了集氣瓶的容積為400mL。則該同學測得的空氣中氧氣的體積分數為%。與理論值21%相比較，產生誤差的原因很可能是；（要求答出兩種）。③乙同學也設計了一個實驗方案，裝置和操作同上，只不過用木炭代替了紅磷。當木炭停止燃燒，集氣瓶冷卻至室溫，打開鐵夾后，水能否進入集氣瓶？為什么？，。④這個實驗除了可以得出氧氣約占空氣體積的的結論外，還可能推論出氮氣的物理性質是：；氮氣的化學性質是。變式訓練【變式3-1】某實驗小組為探究能否用木炭代替紅磷測定空氣中氧氣的含量，設計如圖1實驗，傳感器分別測得氣體濃度變化情況如圖2和圖3所示。試劑X的作用；根據實驗得出不能用木炭代替紅磷測定空氣中氧氣的含量，理由是。【變式3-2】下面是小剛用圖甲裝置測定空氣中氧氣含量的實驗。（1）為確保實驗結果準確，紅磷的用量必須。（2）紅磷在空氣中燃燒的化學方程式為。（3）小明根據鐵生銹的原理，探究用鐵能否準確測定空氣中氧氣的含量。于是進行了實驗（裝置如圖乙）。通過7天測得的數據計算出空氣中氧氣的含量。①與用紅磷燃燒的方法相比，用鐵絲生銹的方法測定的主要優點及原因是：。（答出一點即可）②銅也能與空氣中氧氣、水、二氧化碳反應而銹蝕，生成銅綠[銅綠主要成分為Cu2（OH）2CO3]。若將圖乙裝置中的粗鐵絲換成足量的銅絲進行實驗，請判斷能否比較準確地測定空氣中氧氣的含量，并說明理由。題型04水的組成典例分析【例4】實驗是化學學習的一種重要手段，如利用電解水實驗可探究水的組成。請根據電解水實驗回答下列問題：（1）水通電前預先加入少量硫酸鈉的目的是。（2）通電后正負電極上都會出現的現象，并匯集到試管上端。用燃著的木條檢驗試管1里的氣體，觀察到的現象為，試管2里產生的是。（3）此反應的符號表達式為。變式訓練【變式4-1】用如圖所示裝置進行電解水實驗，下列有關說法不正確的是（）A．將帶火星的木條放在M導管處，木條會復燃 B．M、N兩導管處收集到氣體的體積比約為2：1 C．水中加入少量硫酸鈉或氫氧化鈉可以增強水的導電性 D．N處收集的氣體，靠近火焰，若發出尖銳的爆鳴聲，說明氣體不純【變式4-2】水是生命的源泉，為了人類社會的可持續發展，我們應該了解水的有關知識。小明利用如圖所示的裝置探究水的組成：該實驗化學反應文字表達式為，通電一段時間后，試管1中收集的氣體是，檢驗試管2中收集到的氣體方法是，試管1和2收集到氣體的體積比是。1．某學習小組同學設計了如圖裝置進行實驗，夾緊彈簧夾，將足量的紅磷和木炭分別點燃后放入甲、乙兩個集氣瓶中，待反應結束恢復至室溫后，再打開彈簧夾。下列有關敘述正確的是（）A．點燃后應將紅磷和木炭迅速伸入集氣瓶中 B．為防止空氣污染，兩個集氣瓶中均應盛放適量水 C．實驗結束恢復至室溫后，兩個集氣瓶中的實驗現象相同 D．該實驗證明，測定空氣中氧氣含量時可用木炭代替紅磷2．在“人體吸入的空氣與呼出的氣體有什么不同”的探究中，下列說法錯誤的是（）A．判斷呼出的氣體中含二氧化碳多的依據：呼出的氣體使澄清石灰水變渾濁，而吸入空氣中無明顯變化 B．判斷呼出的氣體中含氧氣少的依據：呼出的氣體使木條燃燒更旺 C．判斷呼出的氣體中含水蒸氣的依據：呼出的氣體在玻璃片上凝結成無色液滴，而吸入空氣中無明顯變化 D．該實驗結論是：人體呼出的氣體與吸入的空氣相比，二氧化碳和水蒸氣的含量高，氧氣的含量低3．如圖1所示，將氧氣、二氧化碳、濕度（測水蒸氣）三個傳感器探頭放入裝有少量空氣的保鮮袋中。先打開儀器開始采集數據，片刻后用嘴向保鮮袋內緩緩吹氣。采集的數據如圖2所示，縱坐標為某氣體體積分數（%），橫坐標為時間（s）。下列判斷不正確的是（）A．表示氧氣體積分數變化的曲線是Z B．在實驗中200s時除上述三種氣體外的其余氣體的總體積分數為76.86% C．Y曲線60s之后逐漸下降，可推測保鮮袋的內壁可能出現有水霧 D．200s時保鮮袋內含量最多的是氧氣4．將足量的蠟燭（主要含有C、H、O元素）點燃，放入盛有氦氣和氧氣的密閉集氣瓶中如圖1所示，燃燒至熄滅，測得該過程中瓶內氧氣體積分數的變化如圖2所示。說法中正確的是（）A．燃燒過程中集氣瓶內氣體的質量不斷減小 B．實驗結束冷卻至室溫，瓶內的氣體是氦氣和二氧化碳 C．該實驗說明當氧氣低于一定濃度時將無法支持燃燒 D．該實驗還可用于測定空氣中氧氣的體積分數5．下表為某次實驗獲得的信息。下列關于“吸入空氣和呼出氣體”的說法錯誤的是（）氣體成分氮氣氧氣二氧化碳水蒸氣其他氣體吸入的空氣（%）78210.030.070.9呼出的氣體（%）781641.10.9A．呼出氣體中仍含有氧氣 B．呼出氣體中二氧化碳比水蒸氣含量高 C．對著干冷玻璃片哈氣，可證明呼出氣體中水蒸氣含量高 D．將帶火星的木條分別伸入瓶中，可證明吸入空氣中氧氣含量高6．化學興趣小組的同學設計了一款自救呼吸器。其設計思路如圖甲所示，自救呼吸器的結構如圖乙所示（其中箭頭方向表示氣體流動方向）。下列說法不正確的是（）A．甲圖中的儲氣裝置就是乙圖中的氣囊 B．呼氣時，單向閥A是關閉的 C．生氧藥品的質量會影響自救呼吸器的有效使用時間 D．該方法可將呼出的二氧化碳轉化為氧氣7．對電解水實驗描述正確的是（）A．生成的氣體都有可燃性 B．生成氫氣和氧氣的質量比為1：16 C．反應需要消耗電能 D．生成氫氣和氧氣的體積總和等于參加反應水的體積8．實驗小組利用圖1裝置測定塑料袋中O2和CO2的濃度。塑料袋中充有空氣，一段時間后壓癟塑料袋，向癟塑料袋中吹入一定量的呼出氣體。測定結果如圖2。下列說法正確的是（）A．40s時開始向塑料袋中吹氣 B．曲線①表示CO2濃度的變化 C．50s時O2的濃度等于CO2的濃度 D．呼氣時塑料袋內壁有水珠9．化石燃料是當前世界的主要能源支柱。（1）下列化石燃料主要成分為甲烷的是（填序號，下同）。A．煤B．石油C．天然氣（2）甲烷完全燃燒的文字表達式是。10．今年夏天我國西南大部分地區發生嚴重的旱災，我們在抗旱救災的同時，更應倡導保護水環境、珍惜水資源。請回答下列問題：（1）不論是自來水還是純凈水，你認為保持水化學性質的最小粒子是。（2）下列選項中能確認水是由氫元素和氧元素組成的實驗是（填序號，下同）。A．水的蒸餾B．水的合成C．水的電解D．水的凈化11．某同學對蠟燭及其燃燒進行了如下探究，請填寫下列空格。（1）取一支蠟燭，用小刀切下一塊，把它放入水里，蠟燭浮在水面上，結論：蠟燭密度比水；（2）點燃蠟燭，觀察到蠟燭火焰分為外焰、內焰、焰心三層。把一根火柴梗橫放在蠟燭的火焰中（如圖），約1s后取出，可以看到火柴梗與①接觸的部分最先炭化變黑，結論：蠟燭火焰的②溫度最高。（3）再將一只干燥的燒杯罩在蠟燭火焰上方，燒杯內壁出現水霧。片刻后取下燒杯，迅速向燒杯內倒入少量澄清石灰水，振蕩，根據觀察到的現象得出結論：蠟燭燃燒的產物為①。12．水與人類的生產、生活密切相關。（1）沉淀、過濾和吸附是工業中常用的凈水方法。水中含有不溶性雜質，加入明礬沉降后，通過將其除去；常用吸附水中的色素和異味。（2）使用硬水會給生活和生產帶來許多麻煩，可用檢驗硬水和軟水；生活中可以通過降低水的硬度。凈化水程度較高的一種方法是。（3）電解水實驗證明水是由組成的。13．目前人們使用的燃料大多數來自化石燃料。（1）化石燃料包括天然氣、煤、。（2）天然氣的主要成分是甲烷，甲烷燃燒的化學方程式為。14．x年x月x日西氣東輸管道已向河南供應天然氣50.25億立方米，確保居民冬季用氣，天然氣作為居民生活的主要燃料，其主要成分是甲烷，還含有少量乙烷（C2H6）和丙烷（C3H8）；（1）甲烷完全燃燒的化學方程式為；（2）燃氣灶火焰出現黃色，鍋底出現黑色時，應采取的措施是；（3）等質量甲烷、乙烷、丙烷完全燃燒，生成二氧化碳質量由大到小的順序為。15．對人體吸入的空氣與呼出的氣體有什么不同的探究，請分析回答下列問題。表1：人呼吸中各氣體的體積分數氣體成分氮氣氧氣二氧化碳水蒸氣其他氣體吸入的空氣（%）78210.030.070.9呼出的氣體（%）781641.10.9（1）如圖甲Ⅰ、Ⅱ兩個瓶中都裝有澄清石灰水，人吸氣時，應打開A，關閉B；呼氣時，應打開B，關閉A，此時觀察到Ⅱ中的澄清石灰水變渾濁，說明呼出的氣體中含較多。（2）如圖乙對著干燥的玻璃片呼氣，會發現玻璃片上出現水霧，說明呼出氣體中含量較高。（3）結合表Ⅰ，做圖丙實驗：收集人體呼出的氣體，把燃著的小木條分別插入空氣和呼出的氣體中，發現木條在空氣中燃燒得比較旺盛，說明人體呼出的氣體中含量較低。16．如圖是某化學興趣小組對蠟燭及其燃燒的探究實驗，請回答下列有關問題。（1）A實驗點燃蠟燭觀察到的現象是。（2）同學們進行了B實驗，請完成下列實驗報告：實驗步驟實驗現象實驗結論①點燃蠟燭，并在火焰上方罩一個冷而干燥的小燒杯燒杯內壁有無色小液滴生成蠟燭燃燒后的產物有②迅速倒轉小燒杯，向其中加，振蕩蠟燭燃燒后的產物有二氧化碳（3）C實驗是從點燃的蠟燭火焰中引出一縷“白煙”。李強同學認為“白煙”的成分是水蒸氣，王亮認為“白煙”的成分是石蠟蒸氣凝結而成的固體顆粒。請你參與他們的實驗探究，確定“白煙”的成分。驗證王亮同學猜想所用的方法是。17．氧氣是一種化學性質比較活潑的氣體，能和許多物質發生化學反應。（1）如圖是木炭在氧氣中燃燒的實驗，寫出該反應的符號表達式。倒入少量澄清石灰水的目的是。（2）家用天然氣的主要成分是甲烷，甲烷燃燒發出藍色火焰，放熱，生成二氧化碳和水，如果氧氣不足，甲烷會不充分燃燒，火焰呈現黃色或橙色。此時應調大爐具的進風口，讓更多空氣進入，支持天然氣燃燒。①寫出甲烷燃燒的文字表達式。②“調大爐具的進風口，讓更多空氣進入，支持天然氣燃燒”，這個操作說明物質燃燒的劇烈程度與