【題目】空氣中氧氣含量測定的再認識.

(1)【經(jīng)典賞析】拉瓦錫用定量的方法研究空氣的成分(實驗裝置如圖1)

該實驗中選擇使用汞的優(yōu)點有 ____________

A.實驗過程中沒有污染

B.能將密閉裝置內(nèi)空氣中的氧氣幾乎耗盡

C.在汞槽中起到液封的作用

D.生成的化合物加熱分解又能得到汞和氧氣

(2)【實驗回顧】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),寫出紅磷燃燒的符號表達式________________。圖2中集氣瓶底部的水的作用為_________。(填字母)

A.吸收有害物質(zhì) B.降溫,快速冷卻 C.保護瓶底

但是用該方法測出的氧氣含量常常低于21%。

(3)【提出問題】用該方法測出的氧氣含量為什么低于21%

【進行猜想】①____________;____________,裝置內(nèi)氧氣有剩余;

(4)【實驗與交流】為了幫助同學們更好地理解空氣中氧氣含量測定的實驗原理,老師利用傳感器技術定時測定了實驗裝置(如圖5)內(nèi)的壓強、溫度和氧氣濃度,三條曲線變化趨勢如圖6所示。其中X曲線表示的是_____(溫度氧氣的濃度”);

【反思拓展】結合XY兩條曲線,解釋如圖6BC段氣壓變化的原因是_______________;

(5)【實驗探究1】已知,鐵絲在純氧中才能燃燒,反應的符號表達式為________________,一般不能在空氣中燃燒,因此無法用鐵絲代替紅磷進行該實驗。小明根據(jù)鐵生銹的原理(鐵在常溫下可以和氧氣、水生成鐵銹)來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(shù)據(jù)計算出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,用鐵絲生銹的方法的主要優(yōu)點____(填字母)

A.裝置內(nèi)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

(6)【實驗探究2】小明利用鐵粉、炭粉、氯化鈉等物質(zhì)又進行了實驗(裝置如圖4)。8分鐘后測得的數(shù)據(jù)如下表:請計算出空氣中氧氣含量________(計算結果保留一位小數(shù))。相對于實驗探究1,實驗探究2改進的目的是_______________________。

實驗前的體積

實驗后的體積

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

(7) 【拓展延伸】銅能與空氣中氧氣、水、二氧化碳反應生成銅綠[其主要成分為:

Cu2(OH)2CO3]。若將圖3中的鐵絲換成足量的銅絲,能否比較準確地測定空氣中氧氣的含量_____________,理由____________(填字母)

A.空氣中CO2含量只有約0.03%,銅不能將裝置內(nèi)的氧氣幾乎耗盡

B.銅絲反應比鐵絲快

C.反應更徹底

【答案】 BC、D A、B 裝置漏氣 紅磷的量不足 溫度 紅磷燃燒放熱,使瓶內(nèi)氣體受熱膨脹,壓強變大 A B 20.2% 加快反應速率 不能 A

【解析】根據(jù)所學知識和題中信息知,(1) 拉瓦錫用定量的方法研究空氣的成分,該實驗中選擇使用汞的優(yōu)點有:①能將密閉裝置內(nèi)空氣中的氧氣幾乎耗盡②在汞槽中起到液封的作用③生成的化合物加熱分解又能得到汞和氧氣。故選BCD。(2) 實驗室常用紅磷燃燒的方法測定空氣中氧氣的含量,紅磷燃燒的符號表達式∶P+O2 P2O5 。圖2中集氣瓶底部的水的作用為A.吸收有害物質(zhì)B.降溫,快速冷卻。(3)【提出問題】用該方法測出的氧氣含量為什么低于21%?【進行猜想】①裝置漏氣;②紅磷的量不足,裝置內(nèi)氧氣有剩余。(4)【實驗與交流】利用傳感器技術定時測定了實驗裝置(如圖5)內(nèi)的壓強、溫度和氧氣濃度,三條曲線變化趨勢如圖6所示。其中X曲線表示的是溫度,磷燃燒放熱,后冷卻!痉此纪卣埂拷Y合XY兩條曲線,解釋如圖6BC段氣壓變化的原因是紅磷燃燒放熱,使瓶內(nèi)氣體受熱膨脹,壓強變大;(5)【實驗探究1】已知,鐵絲在純氧中才能燃燒,反應的符號表達式為∶

FeO2 Fe3O4 。根據(jù)鐵生銹的原理(鐵在常溫下可以和氧氣、水生成鐵銹)來測定空氣中氧氣的含量,測得的數(shù)據(jù)計算出空氣中氧氣的含量為19.13%!窘涣髋c反思】與用紅磷燃燒的方法相比,用鐵絲生銹的方法的主要優(yōu)點∶①裝置內(nèi)殘留的氧氣更少②反應更徹底,實驗結果更準確③操作簡單。故選AB。(6)【實驗探究2】用鐵粉、炭粉、氯化鈉等物質(zhì)又進行了實驗(裝置如圖4)。計算出空氣中氧氣含量∶90.0mL63.6mL=26.4ml。 ×100%=20.2%。相對于實驗探究1,實驗探究2改進的目的是加快反應速率。(7) 【拓展延伸】銅能與空氣中氧氣、水、二氧化碳反應生成銅綠[其主要成分為:Cu2(OH)2CO3]。若將圖3中的鐵絲換成足量的銅絲,不能比較準確地測定空氣中氧氣的含量,理由是空氣中CO2含量只有約0.03%,銅不能將裝置內(nèi)的氧氣幾乎耗盡。

點睛∶這是一道實驗探究題,通過實驗測定空氣中氧氣的含量。本實驗成功的關鍵①裝置氣密性良好②磷過量③冷卻后測量。

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