Question

12．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（如图1），该实验中选择使用汞的优点有BCD（选序号）；
A．实验过程中没有污染B．在汞槽中起到液封作用C．生成的物质是固体D．能将密闭装置内空气中的氧气耗尽
【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（如图2），写出红磷燃烧的文字表达式磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷．用该方法测出的氧气含量常常远低于21%．
【进行猜想】针对产生误差的原因提出下列猜想：
猜想1：装置漏气；
你的猜想：红磷不足
【实验探究】为减小误差，小明改用图3装置进行实验，步骤如下：
①连接装置并检查气密性；
②在量筒内加入100毫升的水；
③在广口瓶中加入少量水，使瓶内空气体积250毫升；
④在燃烧匙内放入过量的红磷，塞紧瓶塞，关闭止水夹，接通电源使电烙铁发热，点燃红磷后，断开电源；
⑤燃烧结束并充分冷却后，打开止水夹，待量筒内水面不再下降时，记录量筒内水的体积为50毫升．
【交流讨论】
（1）按图2 装置进行实验装置气密性时，除了用于紧握的方法外，还可以采用的方法是用热毛巾包捂或用酒精灯微热．
（2）与图2装置相比，图3装置中使用电烙铁可以减小实验误差，其原因是：改进后的装置无需打开瓶塞点燃红磷，避免瓶内空气外逸而而造成实验误差．
【结论与反思】
（3）根据本实验数据，计算出空气中氧气的体积分数为20%；
（4）小明发现，测量结果与真是的仍有较大差距，查阅资料发现，引起本实验的误差除装置外．还与燃烧物质的性质有关．

Answer 1

分析 【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．
【交流讨论】（1）根据进行实验装置气密性的方法解答；
（2）根据装置特点进行分析解答；
【结论与反思】
（3）根据量筒内减少的体积为氧气的体积解答．

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】磷和氧气在点燃的条件下生成五氧化二磷，红磷燃烧的文字表达式为：磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷；
【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）；
【交流讨论】
（1）按图2 装置进行实验装置气密性时，除了用于紧握的方法外，还可以采用的方法只要能使装置内体积膨胀就可以了，所以采用的方法有：用热毛巾包捂或用酒精灯微热；
（2）与装置甲相比，装置乙中使用电烙铁可以减小实验误差，其原因是：改进后的装置无需打开瓶塞点燃红磷，避免瓶内空气外逸而而造成实验误差．
【结论与反思】
（3）量筒内减少的体积为氧气的体积，氧气的体积=100mL-50mL=50mL；
空气中氧气的体积分数为：$\frac{50mL}{100mL}$×100%=20%．
答案：
【经典赏析】BCD．
【实验回顾】磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷；
【进行猜想】红磷不足；
【交流讨论】
（1）用热毛巾包捂或用酒精灯微热；
（2）改进后的装置无需打开瓶塞点燃红磷，避免瓶内空气外逸而而造成实验误差；
（3）20%．

点评 本考点是用红磷测定氧气在空气中的体积分数，属于实验方法和过程的探究．这类探究实验要具体问题具体分析，根据设计的步骤中不同的现象去思考、去探究，从而回答题目给出的问题．本考点主要出现在填空题和实验题中．