Question

【題目】空氣中氧氣含量測定的再認(rèn)識。

某化學(xué)興趣小組的同學(xué)，在實(shí)驗(yàn)室用紅磷、鎂條、木炭等物質(zhì)代替汞對空氣中氧氣的含量測定進(jìn)行模擬探究。

實(shí)驗(yàn)一：A組同學(xué)通過燃燒紅磷法測定空氣中氧氣的含量，裝置如圖所示，寫出紅磷燃燒的文字表達(dá)式___________________________

實(shí)驗(yàn)過程如下：

（1）用彈簧夾夾緊橡皮管；

（2）點(diǎn)燃燃燒匙內(nèi)的紅磷，觀察到紅磷燃燒，立即伸入瓶中并塞緊瓶塞．

（3）等裝置冷卻至室溫后，打開彈簧夾。

（4）觀察并記錄水面的變化情況發(fā)現(xiàn)，集氣瓶內(nèi)上升的水面小于瓶內(nèi)原有空氣體積的五分之一，可能的原因是：___________

實(shí)驗(yàn)二：B組同學(xué)利用鎂條在空氣中燃燒測定空氣中氧氣含量，如圖二所示，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，待裝置冷卻后打開止水夾，進(jìn)入集氣瓶中水的體積約占集氣瓶容積的70%。根據(jù)空氣的組成推測可能的原因是___________。

實(shí)驗(yàn)三：C組“利用木炭燃燒測定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)”如圖，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，利用上圖裝置測定空氣中氧氣含量時，能否用木炭替代？___________（填“能”或“不能”）原因是：___________

（提供資料）氫氧化鈉能與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和水，寫出文字表達(dá)式___________該小組同學(xué)選擇用氫氧化鈉溶液吸收生成的二氧化碳?xì)怏w，但進(jìn)入集氣瓶中水的體積分?jǐn)?shù)仍然小于1/5 。

（提出問題）是什么原因?qū)е聹y量不準(zhǔn)確呢？

（猜想與假設(shè)）他們分別作了如下猜想：

甲同學(xué)：可能是木炭取的量過少；

乙同學(xué)：可能是木炭燃燒沒有消耗完集氣瓶中的氧氣；

丙同學(xué)：可能是木炭與空氣反應(yīng)生成了其他氣體。

（查閱資料）

資料一：木炭、棉花和蠟燭在密閉容器內(nèi)燃燒停止后，殘留氧氣的體積分?jǐn)?shù)分別高達(dá)14.0%，8.0%和16.0%。

資料二：木炭在密閉容器中不充分燃燒會生成一氧化碳?xì)怏w。

資料三：一氧化碳能與灼熱的氧化銅粉末（黑色）反應(yīng)生成銅（紅色）和二氧化碳?xì)怏w

（探究一）

小組同學(xué)發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，燃燒匙中還有殘留的黑色固體，可知____同學(xué)的猜想不合理。

（探究二）乙同學(xué)又利用上述裝置設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)，請你填寫下表：

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
將足量木炭點(diǎn)燃，迅速插入裝有氧氣的集氣瓶中	___________	木炭燃燒沒有消耗完集氣瓶中的氧氣
待裝置冷卻后，將燃著的___________（填“棉花”或蠟燭）再伸入集氣瓶中	___________

（探究三）

小明從木炭燃燒產(chǎn)物的角度猜想還可能是生成了______導(dǎo)致測量結(jié)果小于1/5；于是用注射器抽取集氣瓶內(nèi)的氣體做了如圖所示的實(shí)驗(yàn)，當(dāng)觀察到d中______________（填實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象），可證明小明的猜想成立。

（經(jīng)典對比）通過與上述實(shí)驗(yàn)對比，拉瓦錫選擇用汞的優(yōu)點(diǎn)有___________

A．能將密閉裝置內(nèi)空氣中的氧氣幾乎耗盡

B．在汞槽中起到液封作用

C．實(shí)驗(yàn)過程中沒有污染

D．生成的化合物加熱分解又能得到汞和氧氣

Answer 1

【答案】紅磷+ 氧氣 五氧化二磷紅磷量不足或裝置漏氣、紅磷燃燒無法消耗完瓶中氧氣鎂條與空氣中的氮?dú)獍l(fā)生了反應(yīng)不能木炭燃燒產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w，不產(chǎn)生壓強(qiáng)差氫氧化鈉+二氧化碳碳酸鈉+水甲發(fā)白光棉花棉花燃燒一氧化碳澄清的石灰水變渾濁ABD

【解析】

實(shí)驗(yàn)一：紅磷與氧氣反應(yīng)生成五氧化二磷，紅磷+ 氧氣 五氧化二磷；紅磷量不足紅磷燃燒無法消耗完瓶中氧氣、裝置未冷卻到反應(yīng)前的溫度或裝置漏氣，均會導(dǎo)致測定結(jié)構(gòu)偏��；

實(shí)驗(yàn)二：氧氣只占空氣體積的21%，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，待裝置冷卻后打開止水夾，進(jìn)入集氣瓶中水的體積約占集氣瓶容積的70%�？梢婃V條與空氣中的氮?dú)獍l(fā)生了反應(yīng)；

實(shí)驗(yàn)三：木炭燃燒產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w，裝置中不產(chǎn)生壓強(qiáng)差，所以不能用木炭替代紅磷；

[提供資料]氫氧化鈉能與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和水，寫出文字表達(dá)式為：氫氧化鈉+二氧化碳碳酸鈉+水；

[探究一]小組同學(xué)發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，燃燒匙中還有殘留的黑色固體，所以甲同學(xué)的猜想不合理；

[探究二]將足量木炭點(diǎn)燃，迅速插入集氣瓶中，木炭燃燒，發(fā)出白光，可以說明木炭有剩余；待裝置冷卻后，將燃著的棉花再伸入集氣瓶中，棉花繼續(xù)燃燒，因?yàn)槊藁ㄔ跉埩粞鯕獾捏w積分?jǐn)?shù)大于8.0%都能燃燒，說明木炭燃燒沒有消耗完集氣瓶中的氧氣；

[探究三] 木炭在密閉容器中不充分燃燒會生成一氧化碳?xì)怏w，一氧化碳與氫氧化鈉溶液不反應(yīng)，所以可能生成一氧化碳；圖中實(shí)驗(yàn)，涉及的化學(xué)化學(xué)反應(yīng)有：a裝置中二氧化碳與氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉和水，從而出去二氧化碳；b裝置中濃硫酸吸收水蒸氣，干燥氣體；一氧化碳和氧化銅在加熱的條件下生成銅和二氧化碳，所以如果c裝置中黑色粉末變紅色，d裝置中澄清的石灰水變渾濁，則說明生成了一氧化碳，小明的猜想成立；

[經(jīng)典對比]拉瓦錫研究空氣成分的實(shí)驗(yàn)中選擇使用汞的優(yōu)點(diǎn)有在汞槽中起到液封作用；生成的化合物加熱分解又能得到汞和氧氣，可以證明消耗的是空氣中的氧氣；能將密閉裝置內(nèi)空氣中的氧氣幾乎耗盡；但是汞蒸氣有毒，故填：BCD。