题目内容

8．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BCD．
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D．
A．五氧化二磷   B．主要成分为氦气和氧气
C．纯净的氦气  D．主要成分为氮气的混合气体
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）红磷不足装置内氧气有剩余；（3）没有冷却至室温就打开止水夹；…
【实验与交流】在老师的指导下，凤九分别用过量的红磷和白鳞进行该实验，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：白磷的着火点比红磷的着火点低．
【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】用于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：装置内残留的氧气更少，实验结果更准确．
【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 
 131mL 90.0mL 63.6mL
请计算出空气中氧气含量为20.2%（计算结果保留一位小数）．
【结论与反思】通过上述实验探究，选择铁粉、炭粉、氯化钠和蒸馏水（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2Cu+H2O+CO2+O2=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，并说明理由不能；因为空气中二氧化碳含量是0.03%，铜不能将装置中的氧气耗尽（相对原子质量：C-12 O-16）

分析 【经典赏析】
该实验中选择使用汞的优点有：在汞槽中起到液封的作用，能将密闭装置内空气中的氧气几乎耗尽，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主要是以氮气为主的混合气体；
【进行猜想】
如果装置漏气，红磷不足，没有冷却至室温就打开止水夹，都能够导致实验结果偏低．
【实验与交流】
白磷的着火点比红磷的着火点低；
【交流与反思】
不同的实验方案，优缺点不同；
【实验探究2】
根据表中提供的数据可以计算空气中的氧气含量；
【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】
根据反应物、生成物、反应条件及其质量守恒定律可以书写反应的化学方程式；
空气中的二氧化碳含量是0.03%．

解答 解：【经典赏析】
该实验中选择使用汞的优点有：在汞槽中起到液封的作用，能将密闭装置内空气中的氧气几乎耗尽，生成的化合物加热分解又能得到汞和氧气．
故选：BCD．
【实验回顾】
当冷却至室温后，集气瓶内剩余气体的成分是主要成分为氮气的混合气体．
故选：D．
【进行猜想】
（1）装置漏气；（2）红磷不足装置内氧气有剩余；（3）没有冷却至室温就打开止水夹．
故填：红磷不足；没有冷却至室温就打开止水夹．
【实验与交流】
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%．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：白磷的着火点比红磷的着火点低．
故填：白磷的着火点比红磷的着火点低．
【交流与反思】
用于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：装置内残留的氧气更少，实验结果更准确．
故填：装置内残留的氧气更少，实验结果更准确．
【实验探究2】
空气中氧气含量为：$\frac{90.0mL-63.6mL}{131mL}$×100%=20.2%．
故填：20.2%．
【结论与反思】通过上述实验探究，选择铁粉、炭粉、氯化钠和蒸馏水进行实验，可较为快速地完成实验并减小实验误差．
故填：铁粉、炭粉、氯化钠和蒸馏水．
【拓展延伸】
铜也能与空气中氧气、水、二氧化碳反应生成铜绿，生成铜绿的化学方程式为：2Cu+H2O+CO2+O2=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，这是因为空气中二氧化碳含量是0.03%，铜不能将装置中的氧气耗尽．
故填：2Cu+H2O+CO2+O2=Cu2（OH）2CO3；不能；因为空气中二氧化碳含量是0.03%，铜不能将装置中的氧气耗尽．

点评 合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础．

练习册系列答案
相关题目
6．下列有关实验现象的描述正确的是（　　）
A．红磷在空气中燃烧产生大量白雾
B．点燃羊毛纤维能闻到烧焦羽毛的气味
C．碳在空气中燃烧生成CO2
D．将SO2通入稀高锰酸钾溶液中，溶液由浅绿色褪为无色
7．生活中有许多俗语．下列有关说法，从化学的角度理解不正确的是（　　）
A．酒香不怕巷子深--分子不断运动
B．真金不怕火炼--金的金属活动性很强
C．千锤百炼、百炼成钢--生铁可炼成钢
D．火要空心--增大与空气的接触面积，能使可燃物燃烧更充分
4．下列实验方案中，能达到实验目的是（　　）
选项实验目的实验方案
A分离碳酸钠和氢氧化钠的混合物加入过量氢氧化钙溶液，过滤
B除去氯化钠固体中的少量碳酸钠加入适量稀盐酸，充分反应后，蒸发
C检验二氧化碳气体中含有少量的一氧化碳将混合气体依次通过灼热的氧化铁和澄清石灰水，观察澄清石灰水的变化
D鉴别H2 和CH4分别点燃在火焰上方罩一干冷烧杯
A．AB．BC．CD．D
3．水在实验室中有不同用途．

（1）图甲为电解水的装置图，其反应方程式是2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2H2↑+O2↑；；试管①中收集的气体是氢气或H2．
（2）图乙为探究燃烧条件实验，其中热水作用对白磷和红磷进行加热及为水中的白磷隔绝氧气．铜片上的白磷燃烧而红磷不燃烧可以得出的燃烧条件是燃烧需要温度达到可燃物的着火点．
13．表中各组物质的鉴别方法正确的是（　　）
选项　需要鉴别的物质　鉴别方法
A碳酸钠、氯化钠溶液、氢氧化钠溶液滴加酚酞溶液
B氢氧化钠、硝酸铵、碳酸钙加入足量的水
C氮气、氧气、二氧化碳用燃着的木条区分
D铁粉、木炭粉、氧化铜粉末加入足量的稀硫酸
A．AB．BC．CD．D
20．2017年3月8日，达州市开江县确诊1例人感染H7N9病例，目前研发的新药帕拉米韦（C15H28N4O4）可用于临床辅助治疗，下列关于帕拉米韦说法不正确的是（　　）
A．帕拉米韦属于有机物
B．帕拉米韦是由15个碳原子28个氢原子4个氮原子4个氧原子构成的
C．帕拉米韦中碳、氢、氧四种元素的原子个数比为15：28：4：4
D．帕拉米韦中碳元素的质量分数约为54.9%
17．现有C、H、O、N、Cl、Na、K几种元素，选择适当元素组成符合下列要求的物质填空（填化学式）．
（1）发酵粉主要成分之一的盐是NaHCO3；
（2）生活中常用作调味品的物质是NaCl；
（3）可做农作物的复合肥料，且不与酸、碱、盐发生复分解反应的是KNO3．
18．某科研小组设计利用稀硫酸浸取某废弃的氧化铜锌矿（主要成分为CuO和ZnO，其余成分既不与酸反应，也不溶解于水）的方案，实现废物综合利用．部分实验流程如下：

请根据上述实验流程回答下列问题：
（1）操作1的名称是过滤．
（2）在氧化铜锌矿中加入过量稀硫酸，充分反应后溶液中的溶质为ZnSO4、CuSO4、H2SO4．
（3）加过量铁粉，发生反应的化学方程式为Fe+CuSO4═FeSO4+Cu、Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑．
（4）在实验过程中，双氧水会与Fe2+反应生成Fe3+和水，以便在后续的操作中将溶液中铁元素除去，高锰酸钾溶液也能将Fe2+氧化成Fe3+，并生成可溶性的锰盐，选用双氧水的优点是最后的产物是水，不引入新的杂质．

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