Question

【題目】某化學(xué)興趣小組對空氣中氧氣含量測定的再認(rèn)識(shí)．

（經(jīng)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(shí)驗(yàn)裝置如圖1）。

（1）下列有關(guān)該實(shí)驗(yàn)說法正確的是_______。

A．實(shí)驗(yàn)裝置簡單，加熱時(shí)間短

B．汞槽中的汞可以起到液封作用

C．生成的紅色粉末加熱分解又能得到汞和氧氣

D．能將密閉裝置內(nèi)空氣中的氧氣幾乎耗盡

（2）通過該實(shí)驗(yàn)，拉瓦錫得出了空氣是由氮?dú)夂脱鯕饨M成，氧氣約占空氣總體積的____。

（實(shí)驗(yàn)回顧）實(shí)驗(yàn)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），寫出紅磷燃燒的文字或者符號表達(dá)式______________。興趣小組用該方法測出的氧氣含量12%，發(fā)現(xiàn)結(jié)果明顯偏低，可能的原因是：（1）裝置漏氣；（2）___；(3)…

（結(jié)論與反思）多次實(shí)驗(yàn)證明紅磷燃燒測定空氣中氧氣含量都明顯低于21% ，通過查閱資料顯示：當(dāng)氧氣的體積分?jǐn)?shù)低于7%，紅磷就要熄滅，無法將氧氣耗盡,所以誤差較大。

（實(shí)驗(yàn)探究1）已知鐵生銹是與空氣中的氧氣和水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的過程，生成一種暗紅色的固體。小明根據(jù)鐵生銹的原理，探究用鐵能否準(zhǔn)確測定空氣中氧氣的含量，于是進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)（裝置如圖3），通過7天測得的數(shù)據(jù)計(jì)算空氣中氧氣的含量為19.13%。

（交流與反思）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后能觀察到的現(xiàn)象是鐵絲表面有暗紅色物質(zhì)生成、試管內(nèi)液面_______（填“上升”“下降”或“不變”）。

與用紅磷燃燒的方法相比，用鐵絲生銹的方法測定空氣中氧氣的含量的主要優(yōu)點(diǎn)是：___________________________。

（實(shí)驗(yàn)探究2）為了加快反應(yīng)速率，小明通過查閱資料，利用鐵粉、炭粉、氯化鈉、蒸餾水等物質(zhì)又進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)（裝置如圖4），8分鐘后測得的數(shù)據(jù)如表：

實(shí)驗(yàn)前的體積		實(shí)驗(yàn)后的體積
集氣瓶內(nèi)空氣	燒杯內(nèi)蒸餾水	燒杯內(nèi)剩余蒸餾水
130mL	90.0mL	63.6mL

請計(jì)算出空氣中氧氣含量_____________（計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù)）

（結(jié)論與反思）通過上述實(shí)驗(yàn)探究，利用鐵粉比鐵絲可快速地完成實(shí)驗(yàn)并減小實(shí)驗(yàn)誤差，你認(rèn)為可能的原因是_______（填序號）；

A.相同條件下，鐵粉與反應(yīng)物間有更大的接觸面積，能使反應(yīng)更快速充分

B.兩者是不同物質(zhì)，鐵粉的化學(xué)性質(zhì)更活潑，更容易與氧氣反應(yīng)

實(shí)驗(yàn)中炭粉、氯化鈉能明顯加快反應(yīng)速率，則它們在反應(yīng)中所起的作用可能是______作用。

（拓展延伸）常溫下銅能與氧氣、水、二氧化碳反應(yīng)而銹蝕，生成銅綠（Cu2（OH）2CO3），寫出該反應(yīng)的文字或符號表達(dá)式_______，但若缺少其中一種物質(zhì)則銅不會(huì)銹蝕。若將圖3裝置中的粗鐵絲換成足量的銅絲進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，請判斷能否比較準(zhǔn)確地測定空氣中氧氣的含量，并說明理由_________。

Answer 1

【答案】BCD1/5或21%P+O2P2O5紅磷太少等均可上升裝置內(nèi)殘留的氧氣少，實(shí)驗(yàn)更精確或減少污染，減少誤差等（合理均可）20.3%A催化Cu+CO2+O2+H2OCu2（OH）2CO3不能，因?yàn)榭諝庵卸�氧化碳只�?/span>0.03%，所以不能把氧氣耗盡

【解析】

經(jīng)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(shí)驗(yàn)裝置如圖1），該實(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；能將密閉裝置內(nèi)空氣中的氧氣集合耗盡；

通過實(shí)驗(yàn)拉瓦錫得出了空氣由氧氣和氮?dú)饨M成，其中氧氣約占空氣總體積的的結(jié)論

實(shí)驗(yàn)回顧：磷和氧氣在點(diǎn)燃的條件下生成五氧化二磷，反應(yīng)的符號表達(dá)式為：P+O2P2O5；實(shí)驗(yàn)中裝置漏氣；所取的紅磷不足（或?qū)嶒?yàn)前沒有夾彈簧夾、實(shí)驗(yàn)裝置可能未冷卻就打開彈簧夾等）都會(huì)導(dǎo)致測量的結(jié)果偏小；

交流與反思：鐵絲在水、氧氣的條件下很容易生銹，導(dǎo)致裝置內(nèi)壓強(qiáng)變小，液面上升；鐵絲在水、氧氣的條件下很容易生銹，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(yōu)點(diǎn)及原因：裝置內(nèi)殘留的氧氣更少，實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確；

實(shí)驗(yàn)探究2：燒杯內(nèi)蒸餾水減少的體積為氧氣的體積=90mL-63.6mL=26.4mL，空氣中氧氣含量=≈20.3%；

結(jié)論與反思：通過上述實(shí)驗(yàn)探究，選擇鐵粉進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，鐵粉與反應(yīng)物間有更大的接觸面積可較為快速地完成實(shí)驗(yàn)并減小實(shí)驗(yàn)誤差；實(shí)驗(yàn)中炭粉、氯化鈉能明顯加快反應(yīng)速率，則它們在反應(yīng)中所起的作用可能是催化作用；

拓展延伸：銅與空氣中氧氣、水、二氧化碳反應(yīng)生成銅綠，該反應(yīng)的文字或符號表達(dá)式：Cu+CO2+O2+H2OCu2（OH）2CO3；若將圖3裝置中的粗鐵絲換成足量的銅絲進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，不能比較準(zhǔn)確地測定空氣中氧氣的含量，因?yàn)榭諝庵卸�氧化碳含量約只有0.03%，銅不能將裝置中的氧氣幾乎耗盡。