Question

【題目】某化學興趣小組對空氣中氧氣含量測定的再認識．

（經典賞析）教材中介紹了拉瓦錫用定量的方法研究了空氣的成分（實驗裝置如圖1）。

（1）下列有關該實驗說法正確的是_______。

A．實驗裝置簡單，加熱時間短

B．汞槽中的汞可以起到液封作用

C．生成的紅色粉末加熱分解又能得到汞和氧氣

D．能將密閉裝置內空氣中的氧氣幾乎耗盡

（2）通過該實驗，拉瓦錫得出了空氣是由氮氣和氧氣組成，氧氣約占空氣總體積的____。

（實驗回顧）實驗室常用紅磷燃燒的方法測定空氣中氧氣的含量（裝置如圖2），寫出紅磷燃燒的文字或者符號表達式______________。興趣小組用該方法測出的氧氣含量12%，發現結果明顯偏低，可能的原因是：（1）裝置漏氣；（2）___；(3)…

（結論與反思）多次實驗證明紅磷燃燒測定空氣中氧氣含量都明顯低于21% ，通過查閱資料顯示：當氧氣的體積分數低于7%，紅磷就要熄滅，無法將氧氣耗盡,所以誤差較大。

（實驗探究1）已知鐵生銹是與空氣中的氧氣和水發生化學反應的過程，生成一種暗紅色的固體。小明根據鐵生銹的原理，探究用鐵能否準確測定空氣中氧氣的含量，于是進行了實驗（裝置如圖3），通過7天測得的數據計算空氣中氧氣的含量為19.13%。

（交流與反思）實驗結束后能觀察到的現象是鐵絲表面有暗紅色物質生成、試管內液面_______（填“上升”“下降”或“不變”）。

與用紅磷燃燒的方法相比，用鐵絲生銹的方法測定空氣中氧氣的含量的主要優點是：___________________________。

（實驗探究2）為了加快反應速率，小明通過查閱資料，利用鐵粉、炭粉、氯化鈉、蒸餾水等物質又進行了實驗（裝置如圖4），8分鐘后測得的數據如表：

實驗前的體積		實驗后的體積
集氣瓶內空氣	燒杯內蒸餾水	燒杯內剩余蒸餾水
130mL	90.0mL	63.6mL

請計算出空氣中氧氣含量_____________（計算結果保留一位小數）

（結論與反思）通過上述實驗探究，利用鐵粉比鐵絲可快速地完成實驗并減小實驗誤差，你認為可能的原因是_______（填序號）；

A.相同條件下，鐵粉與反應物間有更大的接觸面積，能使反應更快速充分

B.兩者是不同物質，鐵粉的化學性質更活潑，更容易與氧氣反應

實驗中炭粉、氯化鈉能明顯加快反應速率，則它們在反應中所起的作用可能是______作用。

（拓展延伸）常溫下銅能與氧氣、水、二氧化碳反應而銹蝕，生成銅綠（Cu2（OH）2CO3），寫出該反應的文字或符號表達式_______，但若缺少其中一種物質則銅不會銹蝕。若將圖3裝置中的粗鐵絲換成足量的銅絲進行實驗，請判斷能否比較準確地測定空氣中氧氣的含量，并說明理由_________。

Answer 1

【答案】BCD1/5或21%P+O2P2O5紅磷太少等均可上升裝置內殘留的氧氣少，實驗更精確或減少污染，減少誤差等（合理均可）20.3%A催化Cu+CO2+O2+H2OCu2（OH）2CO3不能，因為空氣中二氧化碳只含0.03%，所以不能把氧氣耗盡

【解析】

經典賞析：教材中介紹了拉瓦錫用定量的方法研究了空氣的成分（實驗裝置如圖1），該實驗中選擇使用汞的優點有在汞槽中起到液封作用；生成的化合物加熱分解又能得到汞和氧氣；能將密閉裝置內空氣中的氧氣集合耗盡；

通過實驗拉瓦錫得出了空氣由氧氣和氮氣組成，其中氧氣約占空氣總體積的的結論

實驗回顧：磷和氧氣在點燃的條件下生成五氧化二磷，反應的符號表達式為：P+O2P2O5；實驗中裝置漏氣；所取的紅磷不足（或實驗前沒有夾彈簧夾、實驗裝置可能未冷卻就打開彈簧夾等）都會導致測量的結果偏小；

交流與反思：鐵絲在水、氧氣的條件下很容易生銹，導致裝置內壓強變小，液面上升；鐵絲在水、氧氣的條件下很容易生銹，與用紅磷燃燒的方法相比，用鐵絲生銹的方法測定的主要優點及原因：裝置內殘留的氧氣更少，實驗結果更準確；

實驗探究2：燒杯內蒸餾水減少的體積為氧氣的體積=90mL-63.6mL=26.4mL，空氣中氧氣含量=≈20.3%；

結論與反思：通過上述實驗探究，選擇鐵粉進行實驗，鐵粉與反應物間有更大的接觸面積可較為快速地完成實驗并減小實驗誤差；實驗中炭粉、氯化鈉能明顯加快反應速率，則它們在反應中所起的作用可能是催化作用；

拓展延伸：銅與空氣中氧氣、水、二氧化碳反應生成銅綠，該反應的文字或符號表達式：Cu+CO2+O2+H2OCu2（OH）2CO3；若將圖3裝置中的粗鐵絲換成足量的銅絲進行實驗，不能比較準確地測定空氣中氧氣的含量，因為空氣中二氧化碳含量約只有0.03%，銅不能將裝置中的氧氣幾乎耗盡。