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.在汞槽中起到液封的作用
C.能将密闭装置内空气中的氧气几乎耗尽
D.生成的化合物加热分解又能得到汞和氧气
【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),当冷却至室温后,集气瓶内剩余气体的成分是__________________________。
A.五氧化二磷
B.主要成份为氮气和氧气
C.纯净的氮气
D.主要成份为氮气的混合气体 兴趣小组的同学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测定空气中氧气的含量会偏小?
【进行猜想】(1)装置漏气;(2)_________________,装置内氧气有剩余;
(3)________________________________________; ……
【实验与交流】在老师的指导下,凤九分别用过量的红磷和白磷进行该实验,用测定氧气浓度的 传感器测得反应后装置内氧气浓度分别为 8.85%和 3.21%。请从燃烧条件的角度分析产生上述两 个结果较大差异的主要原因是:_______________________。
【实验探究1】东华根据铁生锈的原理,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 天测得的数据计算出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是:____________________。
【实验探究 2】为了加快反应速率,东华通过查阅资料,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 下表:
请计算出空气中氧气含量为___________(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[铜绿主要成分为 Cu2(OH)2CO3]。写出生成铜绿的化学方程式_____________________________。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。_______________________(相对原子质量:C-12 O-16)
【答案】 BCD D 红磷不足 实验前没有夹弹簧夹 略 装置内残留的氧气更少,实验结果更准确 20.2% 铁粉、炭粉、氯化钠和蒸馏水 略 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】【经典赏析】根据使用汞的优点进行分析解答;
【实验回顾】根据磷和氧气反应消耗氧气解答;
【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分析解答;
【实验与交流】根据白磷的着火点比红磷的着火点低分析解答;
【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。
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】由于红磷燃烧将空气中的氧气反应完,集气瓶内剩余气体的成分是:氮气的混合气体;故选D;
【进行猜想】(2)红磷不足(3)实验前没有夹弹簧夹;
【实验与交流】燃烧的条件是可燃物、空气、温度达到可燃物的着火点。故产生上述两 个结果较大差异的主要原因是:白磷着火点比红磷着火点低;
【交流与反思】主要优点是: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、氧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],生成铜绿的化学方程式2Cu+O2+ H2 O + CO2= 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。
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