Question

【題目】空氣中氧氣含量測定的再認識。

【經典賞析】教材中介紹了拉瓦錫用定量的方法研究了空氣的成分（實驗裝置如圖1）。

（1）該實驗中選擇使用汞的優點有 。

A．實驗過程中沒有污染

B．在汞槽中起到液封的作用

C．生成的化合物加熱分解又能得到汞和氧氣

D．能將密閉裝置內空氣中的氧氣幾乎耗盡

【實驗回顧】（2）實驗室常用紅磷燃燒的方法測定空氣中氧氣的含量（裝置如圖2），寫出紅磷燃燒的化學方程式 ，其反應類型為 。

興趣小組用該方法測出的氧氣含量常常遠低于21％。

【提出問題】（3）用紅磷燃燒的方法為什么不能準確地測定空氣中氧氣的含量？

【進行猜想】① ；

② ，裝置內氧氣有剩余；……

【實驗與交流】（4）在老師的指導下，小明分別用過量的紅磷（著火點240℃）和白磷（著火點40℃）進行該實驗，用測氧氣濃度的傳感器測得反應后裝置內氧氣濃度分別為8.85％和3.21％。請從燃燒條件的角度回答產生上述結果的主要原因。 。

【實驗探究1】小明根據鐵生銹的原理，探究用鐵能否準確測定空氣中氧氣的含量。于是進行了實驗（裝置如圖3）。通過7天測得的數據計算出空氣中氧氣的含量為19.13％。

【交流與反思】（5）與用紅磷燃燒的方法相比，用鐵絲生銹的方法測定的主要優點。 （填字母）。

A．裝置內殘留的氧氣更少

B．反應更徹底，實驗結果更準確

C．鐵絲生銹比紅磷燃燒反應更快

【實驗探究2】為了加快反應速率，小明通過查聞資料，利用鐵粉、炭粉、氯化鈉等物質又進行了實驗（裝置如圖4）。8分鐘后測得的數據如下表：

實驗前的體積		實驗后的體積
集氣瓶內空氣	燒杯內蒸餾水	燒杯內剩余蒸餾水
131 mL	90.0mL	63.6mL

（6）請計算出空氣中氧氣含量 （計算結果保留一位小數）。

【結論與反思】（7）通過上述實驗探究，選擇 （填字母）進行實驗，可較為快速地完成實驗并減小實驗誤差。

A．紅磷 B．白磷 C．鐵粉、炭粉、氯化鈉、蒸餾水

【拓展延伸】（8）銅也能與空氣中氧氣、水、二氧化碳反應而銹蝕，生成銅綠[銅綠主要成分為Cu2(OH)2CO3]。若將圖3裝置中的粗鐵絲換成足量的銅絲進行實驗，請判斷能否比較準確地測定空氣中氧氣的含量，并說明理由。 、理由 （填字母）。

a．空氣中CO2含量只有約0.03％，銅不能將裝置內的氧氣幾乎耗盡

b．銅絲反應比鐵絲快

c．反應更徹底

Answer 1

【答案】（1）BCD （2）4P+5O 2P2O5 化合反應

（3）①裝置漏氣， ②紅磷的量不足（4）白磷的著火點比紅磷的著火點低

（5）ab （6）20.2％（7）bc（8）不能，a

【解析】

試題分析：（1）教材中介紹了拉瓦錫用定量的方法研究了空氣的成分（實驗裝置如圖1）．該實驗中選擇使用汞的優點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；能將密閉裝置內空氣中的氧氣集合耗盡；（2）磷和氧氣在點燃條件下生成五氧化二磷，化學方程式：4P+5O2P2O5；由兩種或兩種以上物質生成一種物質的反應叫化合反應；（3）根據本探究實驗一般要注意以下幾點：①裝置的氣密性好；②所用藥品紅磷的量，必須是足量；③讀數時一定要冷卻到原溫度；④生成物的狀態一般要求是固態等；測定空氣中氧氣含量的原理是，利用物質與空氣中的氧氣反應，又不生成氣體，使瓶內氣體減 少，壓強變小，水倒流入集氣瓶內，倒流的水的體積就等于瓶內氧氣的體積。結果偏小的原因是： 紅磷量不足或裝置漏氣或裝置未冷卻至室溫就打開彈簧夾等；（4）白磷的著火點比紅磷的著火點低，所以用白磷更易燃燒，消耗氧氣更充分；（5）根據鐵生銹的原理，探究用鐵能否準確測定空氣中氧氣的含量為19.13％。與用紅磷燃燒的方法相比，用鐵絲生銹的方法測定的主要優點是：裝置內殘留的氧氣更少（使用紅磷殘留氧氣量為8.85％），反應更徹底，實驗結果更準確。（6）空氣中氧氣含量=（90.0mL-63.6mL）÷131 mL≈20.2％；（7）通過上述實驗探究，選擇白磷或鐵粉、炭粉、氯化鈉、蒸餾水進行實驗，可較為快速地完成實驗并減小實驗誤差。（8）不能用銅生銹較準確地測定空氣中氧氣的含量，因為空氣中CO2含量只有約0.03％，銅不能將裝置內的氧氣幾乎耗盡。