Question

【题目】空气中氧气含量测定的再认识。

【经典赏析】教材中介绍了拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分（实验装置如图1）。

该实验中选择使用汞的优点有______________。

A．实验过程中没有污染

B．在汞槽中起到液封的作用

C．能将密闭装置内空气中的氧气几乎耗尽

D．生成的化合物加热分解又能得到汞和氧气

【实验回顾】实验室常用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的含量（装置如图2），当冷却至室温后，集气瓶内剩余气体的成分是__________________________。

A．五氧化二磷

B．主要成份为氮气和氧气

C．纯净的氮气

D．主要成份为氮气的混合气体 兴趣小组的同学用该方法测出的氧气含量常常远低于 21％。

【提出问题】用红磷燃烧的方法为什么测定空气中氧气的含量会偏小？

【进行猜想】（1）装置漏气；（2）_________________，装置内氧气有剩余；

（3）________________________________________； ……

【实验与交流】在老师的指导下，凤九分别用过量的红磷和白磷进行该实验，用测定氧气浓度的 传感器测得反应后装置内氧气浓度分别为 8.85％和 3.21％。请从燃烧条件的角度分析产生上述两 个结果较大差异的主要原因是：_______________________。

【实验探究1】东华根据铁生锈的原理，探究用铁能否准确测定空气中 氧气的含量。于是进行了实验（装置如图 3）。

通过 7 天测得的数据计算出空气中氧气的含量为 19.13％。

【交流与反思】与用红磷燃烧的方法相比，用铁丝生锈的 方法测定的主要优点是：____________________。

【实验探究 2】为了加快反应速率，东华通过查阅资料，利用铁粉、炭 粉、氯化钠等物质又进行了实验（装置如图 4）。8 分钟后测得的数据如 下表：

请计算出空气中氧气含量为___________（计算结果保留一位小数）。

【结论与反思】通过上述实验探究，选择____________________（填物质名称）进行实验，可较为 快速地完成实验并减小实验误差。

【拓展延伸】铜也能与空气中氧气、水、二氧化碳反应而锈蚀，生成铜绿[铜绿主要成分为 Cu2(OH)2CO3]。写出生成铜绿的化学方程式_____________________________。若将图 3 装置中的粗铁丝 换成足量的铜丝进行实验，请判断能否比较准确地测定空气中氧气的含量，并说明理由。_______________________（相对原子质量：C-12 O-16）

Answer 1

【答案】 BCD D 红磷不足 实验前没有夹弹簧夹 略 装置内残留的氧气更少，实验结果更准确 20.2% 铁粉、炭粉、氯化钠和蒸馏水 略 不能；因为空气中二氧化碳含量约只有0.03%，铜不能将装置中的氧气几乎耗尽

【解析】【经典赏析】根据使用汞的优点进行分析解答；

【实验回顾】根据磷和氧气反应消耗氧气解答；

【进行猜想】根据本探究实验一般要注意以下几点：①装置的气密性好；②所用药品红磷的量，必须是足量；③读数时一定要冷却到原温度；④生成物的状态一般要求是固态等分析解答；

【实验与交流】根据白磷的着火点比红磷的着火点低分析解答；

【交流与反思】根据用铁丝生锈的方法测定的主要优点装置内残留的氧气更少，实验结果更准确解答；

【实验探究2】根据烧杯内蒸馏水减少的体积为氧气的体积解答；

【结论与反思】根据题中信息分析解答；

【拓展延伸】根据生成铜绿的条件解答。

解：【经典赏析】教材中介绍了拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分（实验装置如图1）。该实验中选择使用汞的优点有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；能将密闭装置内空气中的氧气集合耗尽，故选BCD；

【实验回顾】由于红磷燃烧将空气中的氧气反应完，集气瓶内剩余气体的成分是：氮气的混合气体；故选D；

【进行猜想】（2）红磷不足（3）实验前没有夹弹簧夹；

【实验与交流】燃烧的条件是可燃物、空气、温度达到可燃物的着火点。故产生上述两 个结果较大差异的主要原因是：白磷着火点比红磷着火点低；

【交流与反思】主要优点是：装置内残留的氧气更少，实验结果更准确

【实验探究2】

烧杯内蒸馏水减少的体积为氧气的体积=90mL﹣63.6mL=26.4mL

空气中氧气含量= ≈20.2%；

【结论与反思】通过上述实验探究，选择铁粉、炭粉、氧化钠和蒸馏水或白磷等物质进行实验，可较为快速地完成实验并减小实验误差；

【拓展延伸】铜也能与空气中氧气、水、二氧化碳反应而锈蚀，生成铜绿[铜绿的主要成分为Cu2（OH）2CO3]，生成铜绿的化学方程式2Cu+O2+ H2 O + CO2= Cu2（OH）2CO3；若将图3装置中的粗铁丝换成足量的铜丝进行实验，不能比较准确地测定空气中氧气的含量，因为空气中二氧化碳含量约只有0.03%，铜不能将装置中的氧气几乎耗尽。