Question

【題目】“空氣中氧氣含量測(cè)定”再研究。

（回顧歷史）

（1）1774 年,法國(guó)化學(xué)家______通過(guò)用金屬汞在空氣中加熱生成氧化汞等實(shí)驗(yàn),第一次明確得出空氣是由氧氣和氮?dú)饨M成的結(jié)論。

（2）如圖1微觀示意圖可表示汞與氧氣反應(yīng)的過(guò)程,請(qǐng)?jiān)诜娇騼?nèi)畫(huà)出正確的圖示。______

（重溫教材）實(shí)驗(yàn)室常用紅磷燃燒的方法測(cè)定空氣中氧氣的含量裝置如圖,理論上實(shí)驗(yàn)成功時(shí)的現(xiàn)象是______,反應(yīng)的化學(xué)方程式為______。 實(shí)際上用該方法測(cè)得的氧氣含量常常遠(yuǎn)低于理論值。

（提出問(wèn)題）用紅磷燃燒的方法為什么不能準(zhǔn)確地測(cè)定空氣中氧氣的含量？

（進(jìn)行實(shí)驗(yàn)）查閱資料后,學(xué)習(xí)小組進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：

（1）將數(shù)顯設(shè)備電腦等、三種傳感器壓強(qiáng)、溫度、濃度、測(cè)量裝置反應(yīng)容器為蒸餾水瓶按圖2所示進(jìn)行連接。

（2）測(cè)定前,打開(kāi)導(dǎo)管活塞,向燒杯內(nèi)加入適量的水,雙手緊貼蒸餾水瓶外壁,觀察到______,則說(shuō)明裝置氣密性良好。

（3）打開(kāi)蒸餾水瓶瓶口橡皮塞,加水并調(diào)節(jié)使蒸餾水瓶和燒杯內(nèi)液面相平,關(guān)閉活塞,打開(kāi)并調(diào)試好傳感器和數(shù)顯設(shè)備。用酒精燈將足量紅磷點(diǎn)燃,立即將燃燒匙伸入瓶中并塞緊橡皮塞。燃燒結(jié)束,裝置冷卻到室溫后,打開(kāi)導(dǎo)管活塞,待瓶?jī)?nèi)液面不再上升后再向燒杯內(nèi)加入一定量的水,使燒杯和瓶?jī)?nèi)的液面相平。數(shù)顯設(shè)備上得到的曲線圖縱坐標(biāo)為濃度,橫坐標(biāo)為時(shí)間,壓強(qiáng)和溫度曲線僅表示該段時(shí)間內(nèi)對(duì)應(yīng)的變化情況如圖3所示：

（數(shù)據(jù)分析）

（1）壓強(qiáng)曲線A點(diǎn)表示紅磷在瓶中開(kāi)始燃燒,判斷依據(jù)的瓶?jī)?nèi)溫度升高和______。

（2）壓強(qiáng)曲線BC段、CD段降低的原因分別是______、______。

（3）壓強(qiáng)曲線EF段略低于OA段的原因是______。

（實(shí)驗(yàn)結(jié)論）用紅磷燃燒的方法不能準(zhǔn)確測(cè)定空氣中氧氣含量的原因是______。

Answer 1

【答案】拉瓦錫 打開(kāi)止水夾后,燒杯中的水倒吸入集氣瓶中,進(jìn)入的水的體積約占原空氣體積的五分之一 導(dǎo)管口有氣泡冒出 氣壓變大 紅磷燃燒放熱,溫度升高,氣壓變大,同時(shí)紅磷燃燒消耗氧氣,使氣壓變小,BC段氧氣減少造成的氣壓變小強(qiáng)于燃燒造成的氣壓變大 完全反應(yīng)后不再放熱,溫度降低 燒杯內(nèi)液面低于蒸餾水瓶中液面 紅磷燃燒不能將裝置中空氣中的氧氣耗盡

【解析】

回顧歷史：

（1）拉瓦錫通過(guò)用金屬汞在空氣中加熱生成氧化汞等實(shí)驗(yàn)，第一次明確得出空氣是由氧氣和氮?dú)饨M成的結(jié)論；

（2）汞與氧氣反應(yīng)生成氧化汞，1個(gè)氧化汞分子是由1個(gè)汞原子和1個(gè)氧原子構(gòu)成，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)中原子的種類和數(shù)目不變，反應(yīng)后生成四個(gè)氧化汞分子，方框內(nèi)正確的圖示為：；

重溫教材：

足量的紅磷燃燒耗盡了裝置內(nèi)的氧氣，因?yàn)檠鯕饧s占空氣體積的五分之一，所以實(shí)驗(yàn)結(jié)束裝置冷卻至室溫后，打開(kāi)止水夾，觀察到燒杯中的水進(jìn)入集氣瓶中，進(jìn)入的水的體積約占原空氣體積的五分之一；磷與氧氣在點(diǎn)燃的條件下反應(yīng)生成五氧化二磷，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：

（2）測(cè)定前，打開(kāi)導(dǎo)管活塞，向燒杯內(nèi)加入適量的水，雙手緊貼蒸餾水瓶外壁，觀察到導(dǎo)管口有氣泡冒出，則說(shuō)明裝置氣密性良好；

數(shù)據(jù)

（1）壓強(qiáng)曲線A點(diǎn)表示紅磷開(kāi)始在集氣瓶中燃燒，主要判斷依據(jù)是瓶?jī)?nèi)溫度升高和氣壓變大；

（2）紅磷燃燒放熱，溫度升高，氣壓變大，同時(shí)紅磷燃燒消耗氧氣，使氣壓變小，BC段氧氣減少造成的氣壓變小強(qiáng)于燃燒造成的氣壓變大，所以壓強(qiáng)曲線BC段降低；

壓強(qiáng)曲線CD段降低的原因是完全反應(yīng)后不再放熱，溫度降低；

（3）壓強(qiáng)曲線EF段略低于OA段是因?yàn)闊�杯�?nèi)液面低于蒸餾水瓶中液面；

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：

用紅磷燃燒的方法不能準(zhǔn)確測(cè)定空氣中氧氣含量的原因是紅磷燃燒不能將裝置中空氣中的氧氣耗盡。