题目内容

【题目】空气中氧气含量测定的再认识.

(1)【经典赏析】教材中介绍了拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分(实验装置如图1).该实验中选择使用汞的优点有
A.实验过程中没有污染
B.在汞槽中起到液封作用
C.生成的化合物加热分解又能得到汞和氧气
D.能将密闭装置内空气中的氧气集合耗尽
(2)【实验回顾】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),写出红磷燃烧的化学方程式 . 兴趣小组用该方法测出的氧气含量常常远低于21%.
(3)【提出问题】用红磷燃烧的方法为什么不能准确地测定空气中氧气的含量?
【进行猜想】(1)装置漏气;(2)装置内氧气有剩余;…
(4)【实验探究1】小明根据铁生锈的原理,探究用铁能否准确测定空气中氧气的含量,于是进行了实验(装置如图3)通过7天测得的数据计算空气中氧气的含量为19.13%.
【交流与反思】与用红磷燃烧的方法相比,用铁丝生锈的方法测定结果更准确的原因:
(5)【实验探究2】为了加快反应速率,小明通过查阅资料,利用铁粉、炭粉、氧化钠等物质又进行了实验(装置如图4),8分钟后测得的数据如表:

实验前的体积

实验后的体积

集气瓶内空气

烧杯内蒸馏水

烧杯内剩余蒸馏水

131mL

90.0mL

63.6mL

请计算出空气中氧气含量 . (计算结果保留一位小数)
(6)【结论与反思】通过上述实验探究,选择(填物质名称)进行实验,可较为快速地完成实验并减小实验误差.
(7)【拓展延伸】铜也能与空气中氧气、水、二氧化碳反应而锈蚀,生成铜绿[铜绿的主要成分为Cu2(OH)2CO3],若将图3装置中的粗铁丝换成足量的铜丝进行实验,请判断能否比较准确地测定空气中氧气的含量,并说明理由.(填“能”或“不能”),理由 . (提示:铜与空气中氧气、水、二氧化碳反应锈蚀时,当反应的氧气和二氧化碳的体积相等时,反应才能恰好完成.)

【答案】
(1)BCD
(2)4P+5O2 2P2O5
(3)红磷不足
(4)装置内残留的氧气更少,实验结果更准确
(5)20.2%
(6)铁粉、炭粉、氯化钠和蒸馏水
(7)不能;因为空气中二氧化碳含量约只有0.03%,铜不能将装置中的氧气几乎耗尽
【解析】解:【经典赏析】教材中介绍了拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分(实验装置如图1).该实验中选择使用汞的优点有在汞槽中起到液封作用;生成的化合物加热分解又能得到汞和氧气;能将密闭装置内空气中的氧气集合耗尽,故选BCD;
【实验回顾】磷和氧气在点燃的条件下生成五氧化二磷,反应的化学方程式为:4P+5O2 2P2O5
【进行猜想】实验中所取的红磷不足(或实验前没有夹弹簧夹、实验装置可能未冷却就打开弹簧夹等);
【交流与反思】铁丝在水、氧气的条件下很容易生锈,与用红磷燃烧的方法相比,用铁丝生锈的方法测定的主要优点及原因:装置内残留的氧气更少,实验结果更准确;
【实验探究2】
烧杯内蒸馏水减少的体积为氧气的体积=90mL﹣63.6mL=26.4mL
空气中氧气含量= ≈20.2%
【结论与反思】
通过上述实验探究,选择铁粉、炭粉、氯化钠和蒸馏水或白磷等物质进行实验,可较为快速地完成实验并减小实验误差.
【拓展延伸】铜也能与空气中氧气、水、二氧化碳反应而锈蚀,生成铜绿[铜绿的主要成分为Cu2(OH)2CO3],若将图3装置中的粗铁丝换成足量的铜丝进行实验,不能比较准确地测定空气中氧气的含量,因为空气中二氧化碳含量约只有0.03%,铜不能将装置中的氧气几乎耗尽.
答案:
【经典赏析】BCD.
【实验回顾】4P+5O2 2P2O5
【进行猜想】红磷不足;
【交流与反思】装置内残留的氧气更少,实验结果更准确;
【实验探究2】20.2%;
【结论与反思】铁粉、炭粉、氯化钠和蒸馏水;
【拓展延伸】不能;因为空气中二氧化碳含量约只有0.03%,铜不能将装置中的氧气几乎耗尽.
【经典赏析】根据使用汞的优点进行分析解答;
【实验回顾】根据磷和氧气在点燃的条件下生成五氧化二磷解答;
【进行猜想】根据本探究实验一般要注意以下几点:①装置的气密性好;②所用药品红磷的量,必须是足量;③读数时一定要冷却到原温度;④生成物的状态一般要求是固态等.
【交流与反思】根据用铁丝生锈的方法测定的主要优点装置内残留的氧气更少,实验结果更准确解答;
【实验探究2】根据烧杯内蒸馏水减少的体积为氧气的体积解答;
【结论与反思】根据题中信息分析解答;
【拓展延伸】根据生成铜绿的条件解答.

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