Question

【题目】空气中氧气含量测定的再认识。

[经典赏析] 资料：金属汞和氧气加热生成氧化汞，氧化汞高温分解又生成氧气和金属汞。

法国化学家拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分(实验装置如图所示)。该实验中选择使用汞的优点有________。

A．实验过程中没有污染

B．在汞槽中起到液封的作用

C．生成的氧化汞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几乎耗尽

[实验回顾] 如下图是实验室用红磷燃烧来粗略测定空气中氧气含量的装置。

(1)写出红磷燃烧的文字表达式：__________________________________。　　　　　　

(2)实验原理：由于红磷燃烧消耗空气中的氧气，使瓶内________减小，烧杯中的水倒吸到集气瓶。若装置的气密性良好，操作规范，用量筒测量进入瓶中水的体积，能粗略测得空气中氧气的含量。

[问题提出] 有实验资料表明：燃烧过程中当氧气体积分数低于7%时，红磷就无法继续燃烧，因此通过上述实验，测量结果与理论值误差较大。

[实验改进]

Ⅰ.根据铁在空气中生锈的原理设计如下图所示实验装置，再次测定空气中氧气的含量。装置中饱和食盐水、活性炭会加速铁生锈。

Ⅱ.测得实验数据如下表：

测量 项目	实验前	实验后
	烧杯中水的体积	烧杯中剩余水的体积	集气瓶(扣除内容物)和导管的容积
体积/mL	80.0	54.5	126.0

[交流表达]

(1)铁生锈过程发生复杂的化学反应，首先是铁与氧气、水反应生成氢氧化亚铁。写出该反应的文字表达式：______________________________________________。

(2)根据表格数据计算，改进实验后测得的空气中氧气的体积分数是________(计算结果精确到0.1%)。

(3)从实验原理角度分析，改进后的实验结果比前者准确度更高的原因是：

①________________________________________________________________________；

②________________________________________________________________________。

Answer 1

【答案】 BCD 磷＋氧气 五氧化二磷 气压 铁＋水＋氧气―→氢氧化亚铁 20.2% 铁的缓慢氧化使集气瓶中的氧气消耗更彻底，使实验结果更准确 测量时考虑到导管容积和扣除内容物后的集气瓶容积，使实验结果更准确

【解析】[经典赏析]汞在常温下能变成汞蒸气，会使人中毒；汞蒸气与氧气反应比较充分，能将密闭装置内空气中的氧气几乎耗尽；氧化汞的密度小于汞，且不溶于汞，加热分解又能得到汞和氧气；汞在汞槽中起到液封的作用；[实验回顾] (1)红磷燃烧生成五氧化二磷，故其文字表达式为：磷＋氧气五氧化二磷； (2) 红磷燃烧消耗氧气，使瓶内的气压变小，水倒吸；[交流表达] (1)根据铁与氧气、水反应生成氢氧化亚铁，故其文字表达式为：铁+水+氧气→氢氧化亚铁；(2)根据反应前后烧杯内水的体积变化可以看出，消耗的氧气的体积是：80.0mL-54.5mL=25.5mL，故氧气的体积分数为： ×100%=20.2%；(3)使用铁的缓慢氧化消耗氧气，使氧气消耗的更为彻底，实验结果更准确，测量时考虑导管容积和扣除内容物后的集气瓶的体积，使实验结果更为准确。