Question

【题目】空气中氧气含量测定的再认识。

【经典赏析】拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分(装置如图1)，通过该实验拉瓦锡得出了空气是由氧气和____________(填物质名称)组成的，其中氧气约占空气总体积的1/5。

【实验回顾】

(1)实验室常用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的含量(装置如图2)，兴趣小组用该方法测出的氧气含量常常远低于1/5。其原因可能是：装置漏气；红磷量不足，装置内氧气有剩余；______ ；

(2)由于红磷在空气中点燃后才放入集气瓶内，实验缺陷：①测定结果不准确；②___________。

【提出问题】能否设计一套实验装置以解决上述缺陷？

【实验改进】

改进一：兴趣小组同学，设计了如图3所示装置：用一个100mL量筒倒扣在水中，使量筒内外液面均位于40mL处，量筒内浮着一个贴有银片的小木块，银片上放有足量白磷，将整套装置置于垫有________(填仪器名称)的铁架台的铁圈上加热。一会儿，白磷发生燃烧，量筒内液面上升，向烧杯内加水直至量筒内外液面相平，读出此时液面所对刻度。

(3)放白磷的平板用银做的原因是：银的___________(填物理性质)性好，易将白磷温度升高，且化学性质稳定；

(4)最终，液面大约位于量筒刻度_____mL处；白磷燃烧的文字表达式为___________。

改进二：兴趣小组同学又进行了大胆改进，设计图4(选用容积为40mL的的试管作反应容器，注射器活塞初始位置为20mL处，注射器空间为20mL，活塞与内壁摩擦力及连接管空间容积忽略不计)实验方案进行，收到了良好的效果。

(5)兴趣小组同学装配好图4装置，确认气密性良好后，将弹簧夹松开，直接给足量的红磷加热，红磷燃烧后，一开始活塞的运动方向为__________，反应完全并冷却后，注射器活塞最终将停留在约为_____mL(填整数)刻度处。

【交流反思】

(6)对照图2，改进后的实验装置有何优点__________(答一点即可)。

Answer 1

【答案】 氮气 未等冷却就打开弹簧夹 污染空气 (合理答案皆可) 石棉网 导热 32 磷+氧气 五氧化二磷或磷+氧气 五氧化二磷 减少实验误差 向右移动 8

【解析】根据所学知识和题中信息知，【经典赏析】拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分，得出了空气是由氧气和氮气组成的，其中氧气约占空气总体积的1/5。【实验回顾】(1) 兴趣小组用该方法测出的氧气含量常常远低于1/5。其原因可能是：装置漏气；红磷量不足，装置内氧气有剩余；未等冷却就打开弹簧夹。(2)由于红磷在空气中点燃后才放入集气瓶内，实验缺陷：①测定结果不准确；②污染空气等。【提出问题】设计一套实验装置以解决上述缺陷。【实验改进】改进一：整套装置置于垫有石棉网的铁架台的铁圈上加热，烧杯加热必须垫上石棉网，否则易破裂。(3)放白磷的平板用银做的原因是：银的导热性好，易将白磷温度升高，且化学性质稳定；(4)最终，液面大约位于量筒刻度40mL－8 mL=32 mL.处；白磷燃烧的文字表达式为∶磷+氧气 五氧化二磷或磷+氧气 五氧化二磷。改进二：(5)兴趣小组同学装配好图4装置，直接给足量的红磷加热，红磷燃烧后，一开始活塞的运动方向为向右移动，反应完全并冷却后，注射器活塞最终将停留在约为40mL﹣320mL＝8 mL刻度处。. (6)对照图2，改进后的实验装置有何优点∶减少实验误差。

点睛∶这是一个测定空气中氧气含量的实验，实验成功的关键要注意∶装置不能漏气；红磷必须过量，红磷点燃后迅速放入集气瓶内，等冷却后再打开弹簧夹，正确读数。