Question

【題目】空氣中氧氣含量測定的再認(rèn)識。

【經(jīng)典賞析】教材中介紹了拉瓦錫用定量的方法研究了空氣的成分（實(shí)驗(yàn)裝置如圖1）。

（1）該實(shí)驗(yàn)中選擇使用汞的優(yōu)點(diǎn)有 。

A．實(shí)驗(yàn)過程中沒有污染

B．在汞槽中起到液封的作用

C．生成的化合物加熱分解又能得到汞和氧氣

D．能將密閉裝置內(nèi)空氣中的氧氣幾乎耗盡

【實(shí)驗(yàn)回顧】（2）實(shí)驗(yàn)室常用紅磷燃燒的方法測定空氣中氧氣的含量（裝置如圖2），寫出紅磷燃燒的化學(xué)方程式 ，其反應(yīng)類型為 。

興趣小組用該方法測出的氧氣含量常常遠(yuǎn)低于21％。

【提出問題】（3）用紅磷燃燒的方法為什么不能準(zhǔn)確地測定空氣中氧氣的含量？

【進(jìn)行猜想】① ；

② ，裝置內(nèi)氧氣有剩余；……

【實(shí)驗(yàn)與交流】（4）在老師的指導(dǎo)下，小明分別用過量的紅磷（著火點(diǎn)240℃）和白磷（著火點(diǎn)40℃）進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)，用測氧氣濃度的傳感器測得反應(yīng)后裝置內(nèi)氧氣濃度分別為8.85％和3.21％。請從燃燒條件的角度回答產(chǎn)生上述結(jié)果的主要原因。 。

【實(shí)驗(yàn)探究1】小明根據(jù)鐵生銹的原理，探究用鐵能否準(zhǔn)確測定空氣中氧氣的含量。于是進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)（裝置如圖3）。通過7天測得的數(shù)據(jù)計(jì)算出空氣中氧氣的含量為19.13％。

【交流與反思】（5）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(yōu)點(diǎn)。 （填字母）。

A．裝置內(nèi)殘留的氧氣更少

B．反應(yīng)更徹底，實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確

C．鐵絲生銹比紅磷燃燒反應(yīng)更快

【實(shí)驗(yàn)探究2】為了加快反應(yīng)速率，小明通過查聞資料，利用鐵粉、炭粉、氯化鈉等物質(zhì)又進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)（裝置如圖4）。8分鐘后測得的數(shù)據(jù)如下表：

實(shí)驗(yàn)前的體積		實(shí)驗(yàn)后的體積
集氣瓶內(nèi)空氣	燒杯內(nèi)蒸餾水	燒杯內(nèi)剩余蒸餾水
131 mL	90.0mL	63.6mL

（6）請計(jì)算出空氣中氧氣含量 （計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù)）。

【結(jié)論與反思】（7）通過上述實(shí)驗(yàn)探究，選擇 （填字母）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可較為快速地完成實(shí)驗(yàn)并減小實(shí)驗(yàn)誤差。

A．紅磷 B．白磷 C．鐵粉、炭粉、氯化鈉、蒸餾水

【拓展延伸】（8）銅也能與空氣中氧氣、水、二氧化碳反應(yīng)而銹蝕，生成銅綠[銅綠主要成分為Cu2(OH)2CO3]。若將圖3裝置中的粗鐵絲換成足量的銅絲進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，請判斷能否比較準(zhǔn)確地測定空氣中氧氣的含量，并說明理由。 、理由 （填字母）。

a．空氣中CO2含量只有約0.03％，銅不能將裝置內(nèi)的氧氣幾乎耗盡

b．銅絲反應(yīng)比鐵絲快

c．反應(yīng)更徹底

Answer 1

【答案】（1）BCD （2）4P+5O 2P2O5 化合反應(yīng)

（3）①裝置漏氣， ②紅磷的量不足（4）白磷的著火點(diǎn)比紅磷的著火點(diǎn)低

（5）ab （6）20.2％（7）bc（8）不能，a

【解析】

試題分析：（1）教材中介紹了拉瓦錫用定量的方法研究了空氣的成分（實(shí)驗(yàn)裝置如圖1）．該實(shí)驗(yàn)中選擇使用汞的優(yōu)點(diǎn)有在汞槽中起到液封作用；生成的化合物加熱分解又能得到汞和氧氣；能將密閉裝置內(nèi)空氣中的氧氣集合耗盡；（2）磷和氧氣在點(diǎn)燃條件下生成五氧化二磷，化學(xué)方程式：4P+5O2P2O5；由兩種或兩種以上物質(zhì)生成一種物質(zhì)的反應(yīng)叫化合反應(yīng)；（3）根據(jù)本探究實(shí)驗(yàn)一般要注意以下幾點(diǎn)：①裝置的氣密性好；②所用藥品紅磷的量，必須是足量；③讀數(shù)時(shí)一定要冷卻到原溫度；④生成物的狀態(tài)一般要求是固態(tài)等；測定空氣中氧氣含量的原理是，利用物質(zhì)與空氣中的氧氣反應(yīng)，又不生成氣體，使瓶內(nèi)氣體減 少，壓強(qiáng)變小，水倒流入集氣瓶內(nèi)，倒流的水的體積就等于瓶內(nèi)氧氣的體積。結(jié)果偏小的原因是： 紅磷量不足或裝置漏氣或裝置未冷卻至室溫就打開彈簧夾等；（4）白磷的著火點(diǎn)比紅磷的著火點(diǎn)低，所以用白磷更易燃燒，消耗氧氣更充分；（5）根據(jù)鐵生銹的原理，探究用鐵能否準(zhǔn)確測定空氣中氧氣的含量為19.13％。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(yōu)點(diǎn)是：裝置內(nèi)殘留的氧氣更少（使用紅磷殘留氧氣量為8.85％），反應(yīng)更徹底，實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確。（6）空氣中氧氣含量=（90.0mL-63.6mL）÷131 mL≈20.2％；（7）通過上述實(shí)驗(yàn)探究，選擇白磷或鐵粉、炭粉、氯化鈉、蒸餾水進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可較為快速地完成實(shí)驗(yàn)并減小實(shí)驗(yàn)誤差。（8）不能用銅生銹較準(zhǔn)確地測定空氣中氧氣的含量，因?yàn)榭諝庵蠧O2含量只有約0.03％，銅不能將裝置內(nèi)的氧氣幾乎耗盡。