题目内容
【题目】空气中氧气含量测定的再认识。
【经典赏析】教材中介绍了用定量的方法研究空气的成分(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几乎耗尽
【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),写出红磷燃烧的文字表达式: 。兴趣小组用该方法测出的氧气含量常常远低于21%。
【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;……
【实验探究1】小明查阅资料知铁在潮湿的空气中能与氧气和水反应生成铁锈。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的主要优点有: 。
【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、氯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 | |
131 mL | 90.0 mL | 63.6 mL | |
请计算出空气中氧气含量 (计算结果保留一位小数)。
【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。
【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: 。
【答案】【经典赏析】BCD(2分)
【实验回顾】红磷+氧气五氧化二磷(2分)
【进行猜想】红磷不足(1分)
【交流与反思】实验结果更准确(1分)
【实验探究2】20.2%(2分)
【结论与反思】铁粉、炭粉、氯化钠和蒸馏水(2分)
【拓展延伸】不能;因为空气中二氧化碳含量只有0.03%,铜不能将装置中的氧气耗尽(2分)
【解析】【经典赏析】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几乎耗尽,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,反应的文字表达式为:红磷+氧气五氧化二磷。
【进行猜想】实验中若所取的红磷不足(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)也会造成测定空气中氧气的含量不准确。
【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有: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=90 mL﹣63.6 mL=26.4 mL,空气中氧气含量= 100%≈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只有0.03%,铜不能将装置中的氧气耗尽。