Question

【題目】“空氣中氧氣含量測(cè)定”再研究

（回顧歷史）1774 年，某科學(xué)家通過(guò)用金屬汞在空氣中加熱生成氧化汞等實(shí)驗(yàn)，第一次 明確得出空氣是由氧氣和氮?dú)饨M成的結(jié)論．

（1）上文中這位科學(xué)家是_____。

A 諾貝爾 B 居里夫人 C 門捷列夫 D 拉瓦錫

（2）如圖 1 的微粒示意圖可簡(jiǎn)單表示金屬汞與氧氣反應(yīng)的過(guò)程，請(qǐng)?jiān)诜磻?yīng)中方框內(nèi)畫(huà)出 正確的圖示_____。

（原有實(shí)驗(yàn)）實(shí)驗(yàn)室常用紅磷燃燒的方法測(cè)定空氣中氧氣的含量（裝置如圖2），寫(xiě)出反 應(yīng)的符號(hào)表達(dá)式_____．理論上實(shí)驗(yàn)成功時(shí)的現(xiàn)象是：_____．實(shí)際上用該方法測(cè)得的氧氣含量常常遠(yuǎn)低于理論值。

（提出問(wèn)題）實(shí)驗(yàn)中裝置內(nèi)部的情況是怎樣的，用紅磷燃燒的方法為什么不能準(zhǔn)確地測(cè)定空氣中氧氣的含量？

（進(jìn)行實(shí)驗(yàn)）查閱資料后，學(xué)習(xí)小組進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：

（3）將數(shù)顯設(shè)備（電腦等）、三種傳感器（壓強(qiáng)、溫度、O2 濃度）、測(cè)量裝置（反應(yīng)容 器為蒸餾水瓶）按圖 3 所示進(jìn)行連接。

（4）打開(kāi)導(dǎo)管活塞，向燒杯內(nèi)加入適量的水，雙手緊貼蒸餾水瓶外壁，_____，則說(shuō)明裝置氣密性良好．

（5）打開(kāi)瓶口橡皮塞，加水并調(diào)節(jié)使蒸餾水瓶和燒杯內(nèi)液面相平，關(guān)閉活塞，打開(kāi)并調(diào) 試好傳感器和數(shù)顯設(shè)備．用酒精燈將足量的紅磷點(diǎn)燃，立即將燃燒匙伸入瓶中并塞緊橡 皮塞。燃燒結(jié)束后，裝置冷卻到室溫，打開(kāi)導(dǎo)管活塞，待瓶?jī)?nèi)液面不再上升后再向燒杯 內(nèi)加入一定量的水，使燒杯和瓶?jī)?nèi)的液面相平．在數(shù)顯設(shè)備上得到的曲線圖（縱坐標(biāo)為 O2 濃度，橫坐標(biāo)為時(shí)間，壓強(qiáng)和溫度曲線僅表示該段時(shí)間內(nèi)對(duì)應(yīng)的變化情況）如圖 4 所示

（數(shù)據(jù)分析）

（6）壓強(qiáng)曲線 A 點(diǎn)表示紅磷開(kāi)始在集氣瓶中燃燒，主要判斷依據(jù)是：_____。

AA點(diǎn)對(duì)應(yīng)的氧氣的濃度開(kāi)始下降

BA點(diǎn)以后蒸餾水瓶?jī)?nèi)氣體含量下降

CA點(diǎn)以后蒸餾水瓶?jī)?nèi)的溫度開(kāi)始上升

（7）壓強(qiáng)曲線 CD 段降低的原因是_____；

A紅磷燃燒完后，裝置處于冷卻狀態(tài)

B紅磷進(jìn)入緩慢氧化狀態(tài)

C蒸餾水瓶?jī)?nèi)的氣體繼續(xù)減少

（8）壓強(qiáng)曲線 EF 段略低于 OA 段是因?yàn)?/span>_____；

A蒸餾水瓶中的氣體比原來(lái)少了

B燒杯內(nèi)液面與蒸餾水瓶中的液面不相平

C蒸餾水瓶中的氣體沒(méi)有冷卻至室溫

（9）（實(shí)驗(yàn)結(jié)論）用紅磷燃燒的方法不能準(zhǔn)確測(cè)定空氣中氧氣含量的原因是_____ ；

（10）（反思拓展）甲同學(xué)認(rèn)為應(yīng)該將蒸餾水瓶液面上的容積劃分為 5 等份并加以標(biāo)記，乙同學(xué)認(rèn)為沒(méi)有必要，理由是_____。

Answer 1

【答案】D P+O2P2O5 打開(kāi)止水夾后水進(jìn)入集氣瓶，進(jìn)入集氣瓶中的水約占集氣瓶容積的五分之一 導(dǎo)管口有氣泡冒出，松手后導(dǎo)管末端形成一段水柱 A A 燒杯內(nèi)液面低于蒸餾水瓶中液面 紅磷燃燒不能將裝置中空氣中的氧氣耗盡 氧氣的體積含量可在數(shù)顯設(shè)備上直接顯示

【解析】

（1）拉瓦錫通過(guò)用金屬汞在空氣中加熱生成氧化汞等實(shí)驗(yàn)，第一次明確得出空氣是由氧氣和氮?dú)饨M成的結(jié)論；

（2）如圖1的微粒示意圖可簡(jiǎn)單表示金屬汞與氧氣反應(yīng)的過(guò)程，反應(yīng)中方框內(nèi)正確的圖示如下所示：；

[原有實(shí)驗(yàn)]紅磷燃燒生成五氧化二磷，反應(yīng)的符號(hào)表達(dá)式為：P+O2P2O5；理論上實(shí)驗(yàn)成功時(shí)的現(xiàn)象是：打開(kāi)止水夾后水進(jìn)入集氣瓶，進(jìn)入集氣瓶中的水約占集氣瓶容積的五分之一；

（4）打開(kāi)導(dǎo)管活塞，向燒杯內(nèi)加入適量的水，雙手緊貼蒸餾水瓶外壁，導(dǎo)管口有氣泡冒出，松手后導(dǎo)管末端形成一段水柱，則說(shuō)明裝置氣密性良好；

（6）壓強(qiáng)曲線A點(diǎn)表示紅磷開(kāi)始在集氣瓶中燃燒，主要判斷依據(jù)是A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的氧氣濃度開(kāi)始降低；

（7）壓強(qiáng)曲線CD段降低的原因是完全反應(yīng)后不再放熱，溫度降低；

（8）壓強(qiáng)曲線EF段略低于OA段是因?yàn)闊�杯�?nèi)液面低于蒸餾水瓶中液面；

（9）用紅磷燃燒的方法不能準(zhǔn)確測(cè)定空氣中氧氣含量的原因是紅磷燃燒不能將裝置中空氣中的氧氣耗盡；

（10）甲同學(xué)認(rèn)為應(yīng)該將蒸餾水瓶液面上的容積劃分為5等分并加以標(biāo)記，乙同學(xué)認(rèn)為沒(méi)有必要，理由是氧氣的體積含量可在數(shù)顯設(shè)備上直接顯示。