Question

【题目】空气中氧气含量测定的再认识

Ⅰ. 用红磷测定空气中氧气的含量。

（1）请写出红磷在空气中燃烧的化学表达式________。

（2）如图1所示进行实验， 测得空气中氧气的含量小于1∕5，可能的原因是 ____（填序号）。

A．燃烧匙伸入集气瓶太慢 B．红磷量不足

C． 实验中发现导管口有气泡冒出 D．装置漏气

Ⅱ. 用镁条测定空气中氧气的含量。

（3）请写出镁条在氧气中燃烧的化学表达式_____________。

（4）某同学利用图2实验测定空气中氧气含量时发现，产物中还出现少许黄色固体。

已知：镁能与氮气反应生成淡黄色的氮化镁（Mg3N2）固体。 但在空气中燃烧镁条时很难观察到生成物中有淡黄色固体，原因是_________。在操作规范的情况下，该同学实验所测得的氧气体积分数______1/5（填“大于”、“小于”或“等于”）。

Ⅲ. 用铁粉测定空气中氧气的含量。

（5）已知铁常温下与空气中的氧气、水反应生成铁锈（主要成分是Fe2O3﹒xH2O）。试写出该反应的化学表达式________。

（6）某同学根据铁生锈的原理，用铁粉测定空气中氧气的含量，设计了如图实验，8分钟后测得数据如表：

实验前的体积		实验后的体积
集气瓶内空气	量筒内水	量筒内剩余水
250mL	180.0mL	129.5mL

实验时该同学不是将铁粉堆在瓶底，而是将铁粉撒在浸润了氯化钠溶液的滤纸条上，再把该滤纸条贴在广口瓶内侧，其目的是________。根据表中数据计算得出空气中氧气的体积分数为________（结果保留到0.1%）。与用红磷燃烧的方法相比，用该方法测定空气中氧气的含量的主要优点一是没有污染，二是 ____________。

Ⅳ.拓展应用

（7）取2.4g镁条在O2和N2的混合气体中完全燃烧，所得固体质量为ag,，则a的取值范围是________g＜a g＜4g（结果保留到0. 1g）。

（8）已知：Fe2O3固体在一定的高温下能分解为一种复杂的铁的氧化物和一种气体。 该气体可以用___________来检验。现将64.0gFe2O3固体加热到该温度下，发现固体质量减少了3.2g后质量不再改变。请回答：64.0gFe2O3固体中含有铁元素_______g；该温度下复杂的铁的氧化物的化学式为__________。

Answer 1

【答案】P+O2 P2O5 BD Mg+O2MgO 氧气的化学性质比氮气活泼 大于 Fe+O2 +H2O Fe2O3﹒xH2O 加快反应速率(或增大接触面积、充分反应等) 20.2% 能将空气中的氧气完全耗尽，使实验结果更加准确 3.3 带火星的木条 44.8 Fe4O5

【解析】

（1）红磷在空气中燃烧生成五氧化二磷，化学表达式为：P+O2 P2O5；

（2）若进入集气瓶中水的体积不到总容积的1/5，则瓶内气压减小量也不到原压强的1/5，即氧气没有耗尽或实验完毕后有气体进入装置。A、燃烧匙伸入集气瓶太慢，有部分空气逸出，测量结果偏大；故A错误；B、红磷量不足，没有将氧气完全消耗，测量结果偏小，故B正确；C、实验中发现导管口有气泡冒出，有部分空气逸出，测量结果偏大，故C错误； D、装置漏气，实验完毕后有气体进入装置，测量结果偏小，故D正确，故选BD。

（3）镁条在氧气中燃烧生成氧化镁，化学表达式为：Mg+O2MgO；

（4）空气中N2的含量远大于O2的含量，但在空气中燃烧镁条时很难观察到生成物中有淡黄色固体，原因是氧气的化学性质比氮气活泼，镁更容易与氧气反应；由于有氮气参加了反应，在操作规范的情况下，该同学实验所测得的氧气体积分数大于1/5；

（5）根据铁常温下与空气中的氧气、水反应生成铁锈（主要成分是Fe2O3﹒xH2O）。该反应的化学表达式为：Fe+O2 +H2O Fe2O3﹒xH2O；

（6）实验时该同学不是将铁粉堆在瓶底，而是将铁粉撒在浸润了氯化钠溶液的滤纸条上，再把该滤纸条贴在广口瓶内侧，其目的是加快反应速率(或增大接触面积、充分反应等)；空气中氧气的体积=180.0mL-129.5mL=50.5mL，空气中氧气体积分数=；与用红磷燃烧的方法相比，用该方法测定空气中氧气的含量的主要优点一是没有污染，二是能将空气中的氧气完全耗尽，使实验结果更加准确；

（7）若镁全部与氮气反应生成氮化镁的质量=，镁全部与氧气反应生成氧化镁的质量为4g，取2.4g镁条在O2和N2的混合气体中完全燃烧，所得固体质量为ag，则a的取值范围是3.3g＜a g＜4g；

（8）根据“Fe2O3固体在一定的高温下能分解为一种复杂的铁的氧化物和一种气体”和质量守恒定律可知，反应生成的气体是氧气，氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，检验氧气可以用带火星的木条来检验；64.0gFe2O3中氧元素的质量=，铁元素的质量=64g-19.2g=44.8g；将64.0gFe2O3固体加热到该温度下，发现固体质量减少了3.2g后质量不再改变。减小的质量为产生氧气的质量，生成的复杂铁的氧化物中含氧元素的质量为：19.2g-3.2g=16g；复杂的铁的氧化物中铁原子与氧原子的个数比=，则复杂的铁的氧化物化学式为：Fe4O5。