Question

【題目】空氣中氧氣含量測定的再認(rèn)識(shí)。

【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）。

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．能將密閉裝置內(nèi)空氣中的氧氣幾乎耗盡

D．生成的化合物加熱分解又能得到汞和氧氣

【實(shí)驗(yàn)回顧】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），當(dāng)冷卻至室溫后，集氣瓶內(nèi)剩余氣體的成分是__________________________。

A．五氧化二磷

B．主要成份為氮?dú)夂脱鯕?/span>

C．純凈的氮?dú)?/span>

D．主要成份為氮?dú)獾幕旌蠚怏w 興趣小組的同學(xué)用該方法測出的氧氣含量常常遠(yuǎn)低于 21％。

【提出問題】用紅磷燃燒的方法為什么測定空氣中氧氣的含量會(huì)偏��？

【進(jìn)行猜想】（1）裝置漏氣；（2）_________________，裝置內(nèi)氧氣有剩余；

（3）________________________________________； ……

【實(shí)驗(yàn)與交流】在老師的指導(dǎo)下，鳳九分別用過量的紅磷和白磷進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)，用測定氧氣濃度的 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分析產(chǎn)生上述兩 個(gè)結(jié)果較大差異的主要原因是：_______________________。

【實(shí)驗(yàn)探究1】東華根據(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】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：____________________。

【實(shí)驗(yàn)探究 2】為了加快反應(yīng)速率，東華通過查閱資料，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：

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

【結(jié)論與反思】通過上述實(shí)驗(yàn)探究，選擇____________________（填物質(zhì)名稱）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。

【拓展延伸】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]。寫出生成銅綠的化學(xué)方程式_____________________________。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。_______________________（相對原子質(zhì)量：C-12 O-16）

Answer 1

【答案】 BCD D 紅磷不足 實(shí)驗(yàn)前沒有夾彈簧夾 略 裝置內(nèi)殘留的氧氣更少，實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確 20.2% 鐵粉、炭粉、氯化鈉和蒸餾水 略 不能；因?yàn)榭諝庵卸�氧化碳含量約只有0.03%，銅不能將裝置中的氧氣幾乎耗盡

【解析】【經(jīng)典賞析】根據(jù)使用汞的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行分析解答；

【實(shí)驗(yàn)回顧】根據(jù)磷和氧氣反應(yīng)消耗氧氣解答；

【進(jìn)行猜想】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)等分析解答；

【實(shí)驗(yàn)與交流】根據(jù)白磷的著火點(diǎn)比紅磷的著火點(diǎn)低分析解答；

【交流與反思】根據(jù)用鐵絲生銹的方法測定的主要優(yōu)點(diǎn)裝置內(nèi)殘留的氧氣更少，實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確解答；

【實(shí)驗(yàn)探究2】根據(jù)燒杯內(nèi)蒸餾水減少的體積為氧氣的體積解答；

【結(jié)論與反思】根據(jù)題中信息分析解答；

【拓展延伸】根據(jù)生成銅綠的條件解答。

解：【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）。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，故選BCD；

【實(shí)驗(yàn)回顧】由于紅磷燃燒將空氣中的氧氣反應(yīng)完，集氣瓶內(nèi)剩余氣體的成分是：氮?dú)獾幕旌蠚怏w；故選D；

【進(jìn)行猜想】（2）紅磷不足（3）實(shí)驗(yàn)前沒有夾彈簧夾；

【實(shí)驗(yàn)與交流】燃燒的條件是可燃物、空氣、溫度達(dá)到可燃物的著火點(diǎn)。故產(chǎn)生上述兩 個(gè)結(jié)果較大差異的主要原因是：白磷著火點(diǎn)比紅磷著火點(diǎn)低；

【交流與反思】主要優(yōu)點(diǎn)是：裝置內(nèi)殘留的氧氣更少，實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確

【實(shí)驗(yàn)探究2】

燒杯內(nèi)蒸餾水減少的體積為氧氣的體積=90mL﹣63.6mL=26.4mL

空氣中氧氣含量= ≈20.2%；

【結(jié)論與反思】通過上述實(shí)驗(yàn)探究，選擇鐵粉、炭粉、氧化鈉和蒸餾水或白磷等物質(zhì)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；

【拓展延伸】銅也能與空氣中氧氣、水、二氧化碳反應(yīng)而銹蝕，生成銅綠[銅綠的主要成分為Cu2（OH）2CO3]，生成銅綠的化學(xué)方程式2Cu+O2+ H2 O + CO2= 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)，不能比較準(zhǔn)確地測定空氣中氧氣的含量，因?yàn)榭諝庵卸�氧化碳含量約只有0.03%，銅不能將裝置中的氧氣幾乎耗盡。