Question

观察、回忆、分析、比较下面两套测定空气中氧气含量装置，回答：

（1）图1中火炉相当于实验室的

 

（填仪器名称）作用，曲颈甑相当于图2中

 

（填两种仪器名称）作用；
（2）采用图2装置实验时，首先在集气瓶（容积为c）中装a体积的水，然后将点燃的白磷迅速放入瓶中，观察到

 

，待白磷熄灭，装置冷却，打开弹簧夹，水进入集气瓶，最后量出集气瓶中水的体积为b．若实验非常成功，请写出a、b、c三个数据应满足的一个等式关系式

 

．
此法与拉瓦锡的方法相比，其优点有

 

（填序号）；
①轻便，携带方便   ②不需用热源   ③实验时间短  ④易观察到实验现象
（3）两百多年前，拉瓦锡用图1装置进行实验时，他将少量汞放在曲颈甑中加热12天，一部分的液态汞变成了红色粉末，同时容器里空气体积减少了

1

5

，后将红色粉末放在另一个容器中加热，得到了汞和氧气…．
假设拉瓦锡12天后取出的红色粉末氧化汞称量后（45.0克）放在下面的装置中加热，恰好得到了41.5克汞和3.5克氧气．
①可选择的装置是图3的

 

（填序号）；

②称量过程中若天平的指针偏向左边，接下来的操作是

 

；
若称量时药品和砝码放反（1g以下用游码），则氧气的体积分数

 

（填“无影响”“偏大”或“偏小”）．
③若曲颈甑的体积为12L，则氧气的体积分数为

 

（氧气的密度为1.429g/L，结果精确至0.1%）
（4）拉瓦锡通过实验得出了空气由氮气和氧气组成．此结论用现在的观点看是不全面的，图4是小希同学完成空气中气体成分验证大致流程图（从C出来的气体通入D中，浓硫酸可吸收水，装置中的药品都足量）．

当B中出现浑浊，D中红磷（足量）燃烧，说明空气中含有

 

（填物质名称），D中剩余的气体测定其密度1.2572g/L，而纯净的氮气的密度为1.2505g/L，说明空气中还含有

 

（填物质名称），猜猜A装置的作用是检验

 

（填物质名称）．

Answer 1

考点：测定空气里氧气含量的探究,称量器-托盘天平,常见气体的检验与除杂方法,常用仪器的名称和选用

专题：科学探究

分析：（1）根据火炉的作用是加热分析；对比两个装置的仪器分析；
（2）根据白磷燃烧的现象及测定氧气的原理并对实验进行分析对比得出结论；
（3）①根据反应物及反应条件选择装置；
②根据托盘天平的使用方法结合错误称量的影响分析；
③根据氧气体积分数的计算方法分析；
（4）根据实验现象结合空气的成分进行分析．

解答：解：（1）火炉的作用是加热，因此火炉相当于实验室的酒精灯；曲颈甑提供了密闭的环境，因此相当于集气瓶和带导管的胶塞；故答案为：酒精灯；集气瓶、带导管的胶塞；
（2）白磷燃烧，放出白烟；氧气约占空气体积的五分之一，因此水会倒流约占广口瓶内空气体积的五分之一，原有的空气体积是（c-a），因此氧气占

1

5

（c-a），冷却后水倒流约占空气体积的五分之一，因此水进入的体积为（b-a），即

1

5

（c-a）=b-a；此法与拉瓦锡实验对比，可知①轻便，携带方便，正确；②不需用热源，错误，都需要加热；   ③实验时间短，正确，只需燃烧冷却即可；  ④易观察到实验现象，现象明显，正确；故答案为：白磷继续燃烧，产生白烟；c-a=5（b-a）；①③④；
（3）①由于反应是加热氧化汞固体产生的是液体汞，因此选择的发生装置是A或D，防止汞流出；故填：A或D；
②称量过程中若天平的指针偏向左边，说明加的砝码质量锌，因此接下来的操作是继续添加砝码到天平平衡；若称量时药品和砝码放反（1g以下用游码），则会使称量的质量偏小，则氧气的体积分数偏小；故填：继续添加砝码到天平平衡；偏小；
③氧气的体积为

3.5g

1.429g/L

，若曲颈甑的体积为12L，则氧气的体积分数为

3.5g÷1.429g/L

12L

×100%≈20.4%；故填：20.4%；
（4）当B中石灰水出现浑浊，D中红磷（足量）燃烧，说明空气中含有二氧化碳和氧气；D中剩余的气体测定其密度1.2572g/L，而纯净的氮气的密度为1.2505g/L，说明空气中还含有稀有气体；硫酸铜粉末可以检验水，若变成蓝色，说明含有水；故填：二氧化碳、氧气；稀有气体；水．

点评：本题通过本题的方法进行对比沉淀空气中氧气的含量，明确测定的原理结合相关的知识进行分析是解题的关键．