Question

【题目】空气中氧气含量测定的再认识。某化学兴趣小组的同学，在实验室用红磷、镁条、木炭等物质代替汞对空气中氧气的含量测定进行模拟探究。

（实验一） A组同学通过燃烧红磷法测定空气中氧气的含量，装置如（图一）所示，写出红磷燃烧的符号表达式：____________________________________。

实验过程如下：

（1）用弹簧夹夹紧橡皮管；

（2）点燃燃烧匙内的红磷，观察到红磷燃烧，立即伸入瓶中并塞紧瓶塞；

（3）等装置冷却至室温后，打开弹簧夹；

（4）观察并记录水面的变化情况发现，集气瓶内上升的水面小于瓶内原有空气体积的五分之一，可能的一个原因是：____________________________________。

（实验二） B组同学利用镁条在空气中燃烧测定空气中氧气含量，如（图二）所示，实验结束后，待装置冷却后打开止水夹，进入集气瓶中水的体积约占集气瓶容积的70%。根据空气的组成推测可能的原因是____________________________________。

（实验三） C组”利用木炭燃烧测定空气中氧气的体积分数”，根据经验，利用上图装置测定空气中氧气含量时，能否用木炭替代？___________（填“能”或“不能”）原因是：______________________。

（提供资料）氢氧化钠能与二氧化碳反应生成碳酸钠和水

该小组同学选择用氢氧化钠溶液吸收生成的二氧化碳气体（如图三），但进入集气瓶中水的体积分数仍然小于1/5 。

（提出问题）是什么原因导致测量不准确呢？

（猜想与假设）他们分别作了如下猜想：

甲同学：可能是木炭取的量过少；

乙同学：可能是木炭燃烧没有消耗完集气瓶中的氧气；

丙同学：可能是木炭与空气反应生成了其他气体。

（查阅资料）

资料一：木炭、棉花和蜡烛在密闭容器内燃烧停止后，残留氧气的体积分数分别高达14.0%，8.0%和16.0%。

资料二：木炭在密闭容器中不充分燃烧会生成一氧化碳气体。

资料三：一氧化碳能与灼热的氧化铜粉末（黑色）反应生成铜（红色）和二氧化碳气体

（探究一）

小组同学发现实验结束后，燃烧匙中还有残留的黑色固体，可知__________同学的猜想不合理。

（探究二）乙同学又利用上述装置设计了如下实验，请你填写下表：

实验步骤	实验现象	实验结论
① 将足量木炭点燃，迅速插入装有氧气的 集气瓶中	______________	木炭燃烧没有 消耗完集气瓶 中的氧气
② 待装置冷却后，将燃着的___________ （填“棉花”或“蜡烛“）再伸入集气瓶中	_______________

（探究三）

小明从木炭燃烧产物的角度猜想还可能是生成了_________________导致测量结果小于1/5；于是用注射器抽取集气瓶内的气体做了上图（图四）所示的实验，当观察到d中________________________（填实验现象），可证明小明的猜想成立。

（经典对比）通过与上述实验对比，拉瓦锡选择用汞的优点有_________________

A 能将密闭装置内空气中的氧气几乎耗尽

B 在汞槽中起到液封作用

C 实验过程中没有污染

D 生成的化合物加热分解又能得到汞和氧气

Answer 1

【答案】P+O2P2O5 红磷量不足或装置漏气或未等到装置冷却到室温就打开弹簧夹 空气中的氮气发生了反应 不能 木炭燃烧产生二氧化碳气体，没有产生压强差 甲 发出白光 棉花 棉花燃烧 一氧化碳 澄清石灰水变浑浊 ABD

【解析】

根据测定空气中氧气含量实验的药品选择、装置、步骤、现象、结论、测定空气中氧气含量实验改进等多方面进行分析。

[实验一]红磷燃烧生成五氧化二磷，符号表达式： P+O2P2O5；

集气瓶内上升的水面小于瓶内原有空气体积的五分之一，可能的一个原因是：红磷量不足（装置漏气或者未等到装置冷却到室温就打开弹簧夹）。

[实验二]氮气占空气体积的78%，推测可能的原因是空气中的氮气发生了反应。

[实验三]不能；原因是：木炭燃烧产生二氧化碳气体，没有产生压强差。

[探究一]

小组同学发现实验结束后，燃烧匙中还有残留的黑色固体，可知甲同学的猜想不合理。

[探究二]

将足量木炭点燃，迅速插入装有氧气的集气瓶中，现象：发出白光，放出热量；

待装置冷却后，将燃着的棉花；棉花燃烧。

[探究三]

小明从木炭燃烧产物的角度猜想还可能是生成了一氧化碳，导致测量结果小于1/5；于是用注射器抽取集气瓶内的气体做了上图（图四）所示的实验，当观察到d中澄清石灰水变浑浊，可证明小明的猜想成立。

[经典对比]通过与上述实验对比，拉瓦锡用汞的优点有：能将密闭装置内空气中的氧气几乎耗尽，在汞槽中起到液封作用，生成的化合物加热分解又能得到汞和氧气；汞有毒。故选ABD。