题目内容

【题目】空气中氧气含量测定的再认识。

(1)[经典赏析]拉瓦锡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.汞俗称水银,常温下呈液态,安全无毒

B.能将密闭装置内空气中的氧气几乎耗尽

C.反应生成的氧化汞是固态,不影响压强

D.生成的化合物加热分解又能得到汞和氧气

(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),写出红磷燃烧的符号表达式________。图2中集气瓶底部的水的作用为_________。(填字母)

A.吸收有害物质 B.降温,快速冷却 C.保护瓶底

但是用该方法测出的氧气含量常常低于21%。

(3)(提出问题)用该方法测出的氧气含量为什么低于21%?

(进行猜想)①____________;

②____________,装置内氧气有剩余

(4)(实验与交流)为了帮助同学们更好地理解空气中氧气含量测定的实验原理,老师利用传感器技术定时测定了实验装置(如图5)内的压强、温度和氧气浓度,三条曲线变化趋势如图6所示。X曲线表示压强变化趋势,Y曲线表示__(填“温度”或“氧气浓度”)变化趋势。

(反思拓展)结合Y、Z两条曲线,解释图6中AB段压强变化的原因是______。

(5)(实验探究1)已知,铁丝在纯氧中才能燃烧,反应的符号表达式为__________,一般不能在空气中燃烧,因此无法用铁丝代替红磷进行该实验。小明根据铁生锈的原理(铁在常温下可以和氧气、水生成铁锈)来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,用铁丝生锈的方法的主要优点____(填字母)。

A.装置内残留的氧气更少

B.反应更彻底,实验结果更准确

C.铁丝生锈比红磷燃烧反应更快

(6)(实验探究2)小明利用铁粉、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________(计算结果保留一位小数)。

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

(7)(拓展延伸)铜能与空气中氧气、水、二氧化碳反应生成铜绿其主要成分为: Cu2(OH)2CO3。请计算:

①Cu2(OH)2CO3的相对分子质量是 _________。

②11.1g Cu2(OH)2CO3中含有______g铜元素。

【答案】B、C、D 磷+氧气五氧化二磷。 A、B 装置漏气(或者未等装置冷却就打开止水夹) 红磷的量不足 温度 燃烧放热,温度升高导致压强增大,而消耗氧气又导致压强减小,AB段燃烧放热造成的压强增大强于氧气减少造成的压强减小(两种因素都考虑到,表达较完整得分) Fe + O2 Fe3O4 A、B 20.2% 222 6.4g

【解析】

(1)根据汞有毒,是一种环境污染物,加热条件下和氧气反应生成氧化汞,氧化汞受热分解生成汞和氧气进行分析解答;

(2)根据红磷燃烧生成五氧化二磷,五氧化二磷能够溶解在水中进行分析解答;

(3)根据如果装置漏气、红磷不足,都能够导致实验结果偏低进行分析解答;

(4)根据在密闭的容器内温度越高气体的压强越大进行分析解答;

(5)根据铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁和实验现象进行分析解答;

(6)根据表中数据可以计算空气中氧气的含量;

(7)根据化学式的意义进行分析解答。

(1)A、汞俗称水银,常温下呈液态,汞有毒,故A错误;B、汞能将密闭装置内空气中的氧气几乎耗尽,使实验更准确,故B正确;C、反应生成的氧化汞是固态,不影响气体压强,故C正确;D、生成的化合物加热分解又能得到汞和氧气,故D正确。故选BCD;

(2)红磷燃烧生成五氧化二磷,反应的文字表达式是磷+氧气五氧化二磷;五氧化二磷能溶于水,水能吸收热量降温。图2中集气瓶底部的水的作用为:吸收反应生成的五氧化二磷,降温,快速冷却,故选AB;

(3)①装置漏气(或者未等装置冷却就打开止水夹);②红磷的量不足,装置内氧气有剩余都会导致测出的氧气含量低于21%;

(4)三条曲线变化趋势如图6所示,其中Y曲线表示的是温度,这是因为红磷燃烧放热,导致温度升高,完全反应后温度逐渐降低至原温度;结合Y、Z两条曲线,如图6中AB段气压变化的原因是燃烧放热,温度升高导致压强增大,而消耗氧气又导致压强减小,AB段燃烧放热造成的压强增大强于氧气减少造成的压强减小;

(5)铁丝在纯氧中燃烧生成四氧化三铁,反应的符号表达式为Fe + O2 Fe3O4;根据用铁丝生锈方法的实验通过7天测得的数据计算出空气中氧气的含量为19.13%可知,与用红磷燃烧的方法相比,用铁丝生锈的方法的主要优点是:装置内残留的氧气更少,反应更彻底,实验结果更准确,但反应速度较慢。故选AB;

(6)空气中氧气含量==20.2%;

(7)①Cu2(OH)2CO3的相对分子质量=64×2+16×5+1×2+12×1═222;

②11.1g Cu2(OH)2CO3中含有铜元素质量==6.4g。

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