Question

【題目】【2016年江蘇省南京市】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）。該實(shí)驗(yàn)中選擇使用汞的優(yōu)點(diǎn)有 。

A．實(shí)驗(yàn)過程中沒有污染

B．在汞槽中起到液封作用

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(nèi)空氣中的氧氣集合耗盡

【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），寫出紅磷燃燒的化學(xué)方程式 。興趣小組用該方法測出的氧氣含量常常遠(yuǎn)低于21%。

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

【進(jìn)行猜想】（1）裝置漏氣； （2） 裝置內(nèi)氧氣有剩余;

【實(shí)驗(yàn)與交流】在老師的指導(dǎo)下，小明分別用過量的紅磷和白磷進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)，用測氧氣濃度的傳感器測得反應(yīng)后裝置內(nèi)氧氣濃度分別為8.85%和3.21%，請(qǐng)從燃燒條件的角度回答產(chǎn)生上述結(jié)果的主要原因 。

【附加問題】如果作對(duì)可計(jì)入總分，但總分不能超過100分）

【實(shí)驗(yàn)探究1】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】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： 。

【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、氧化鈉等物質(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
131mL	90.0mL	63.6mL

請(qǐng)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，選擇 （填物質(zhì)名稱）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可較為快速地完成實(shí)驗(yàn)并減小實(shí)驗(yàn)誤差。

【拓展延伸】銅也能與空氣中氧氣、水、二氧化碳反應(yīng)而銹蝕，生成銅綠[銅綠的主要成分為Cu2(OH)2CO3]，若將圖3裝置中的粗鐵絲換成足量的銅絲進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)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】【經(jīng)典賞析】BCD

【實(shí)驗(yàn)回顧】4P+5O22P2O5

【進(jìn)行猜想】紅磷不足【實(shí)驗(yàn)與交流】白磷的著火點(diǎn)比紅磷的著火點(diǎn)低

【交流與反思】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】20.2%

【結(jié)論與反思】鐵粉、炭粉、氧化鈉和蒸餾水

【拓展延伸】不能；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

【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，故選BCD；

【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)的化學(xué)方程式為：4P+5O22P2O5；

【進(jìn)行猜想】實(shí)驗(yàn)中所取的紅磷不足（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）；

【實(shí)驗(yàn)與交流】小明分別用過量的紅磷和白磷進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)，用測氧氣濃度的傳感器測得反應(yīng)后裝置內(nèi)氧氣濃度分別為8.85%和3.21%，請(qǐng)從燃燒條件的角度回答產(chǎn)生上述結(jié)果的主要原因白磷的著火點(diǎn)比紅磷的著火點(diǎn)低；

【交流與反思】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= 100%≈20.2%；【結(jié)論與反思】通過上述實(shí)驗(yàn)探究，選擇鐵粉、炭粉、氧化鈉和蒸餾水或白磷等物質(zhì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可較為快速地完成實(shí)驗(yàn)并減小實(shí)驗(yàn)誤差。

【拓展延伸】銅也能與空氣中氧氣、水、二氧化碳反應(yīng)而銹蝕，生成銅綠[銅綠的主要成分為Cu2（OH）2CO3]，若將圖3裝置中的粗鐵絲換成足量的銅絲進(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