Question

【題目】“空氣中氧氣含量測定”再研究。

（回顧歷史）

（1）1774 年,法國化學家______通過用金屬汞在空氣中加熱生成氧化汞等實驗,第一次明確得出空氣是由氧氣和氮氣組成的結論。

（2）如圖1微觀示意圖可表示汞與氧氣反應的過程,請在方框內畫出正確的圖示。______

（重溫教材）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,理論上實驗成功時的現象是______,反應的化學方程式為______。 實際上用該方法測得的氧氣含量常常遠低于理論值。

（提出問題）用紅磷燃燒的方法為什么不能準確地測定空氣中氧氣的含量？

（進行實驗）查閱資料后,學習小組進行如下實驗：

（1）將數顯設備電腦等、三種傳感器壓強、溫度、濃度、測量裝置反應容器為蒸餾水瓶按圖2所示進行連接。

（2）測定前,打開導管活塞,向燒杯內加入適量的水,雙手緊貼蒸餾水瓶外壁,觀察到______,則說明裝置氣密性良好。

（3）打開蒸餾水瓶瓶口橡皮塞,加水并調節使蒸餾水瓶和燒杯內液面相平,關閉活塞,打開并調試好傳感器和數顯設備。用酒精燈將足量紅磷點燃,立即將燃燒匙伸入瓶中并塞緊橡皮塞。燃燒結束,裝置冷卻到室溫后,打開導管活塞,待瓶內液面不再上升后再向燒杯內加入一定量的水,使燒杯和瓶內的液面相平。數顯設備上得到的曲線圖縱坐標為濃度,橫坐標為時間,壓強和溫度曲線僅表示該段時間內對應的變化情況如圖3所示：

（數據分析）

（1）壓強曲線A點表示紅磷在瓶中開始燃燒,判斷依據的瓶內溫度升高和______。

（2）壓強曲線BC段、CD段降低的原因分別是______、______。

（3）壓強曲線EF段略低于OA段的原因是______。

（實驗結論）用紅磷燃燒的方法不能準確測定空氣中氧氣含量的原因是______。

Answer 1

【答案】拉瓦錫 打開止水夾后,燒杯中的水倒吸入集氣瓶中,進入的水的體積約占原空氣體積的五分之一 導管口有氣泡冒出 氣壓變大 紅磷燃燒放熱,溫度升高,氣壓變大,同時紅磷燃燒消耗氧氣,使氣壓變小,BC段氧氣減少造成的氣壓變小強于燃燒造成的氣壓變大 完全反應后不再放熱,溫度降低 燒杯內液面低于蒸餾水瓶中液面 紅磷燃燒不能將裝置中空氣中的氧氣耗盡

【解析】

回顧歷史：

（1）拉瓦錫通過用金屬汞在空氣中加熱生成氧化汞等實驗，第一次明確得出空氣是由氧氣和氮氣組成的結論；

（2）汞與氧氣反應生成氧化汞，1個氧化汞分子是由1個汞原子和1個氧原子構成，根據化學反應中原子的種類和數目不變，反應后生成四個氧化汞分子，方框內正確的圖示為：；

重溫教材：

足量的紅磷燃燒耗盡了裝置內的氧氣，因為氧氣約占空氣體積的五分之一，所以實驗結束裝置冷卻至室溫后，打開止水夾，觀察到燒杯中的水進入集氣瓶中，進入的水的體積約占原空氣體積的五分之一；磷與氧氣在點燃的條件下反應生成五氧化二磷，反應的化學方程式為：

進行實驗：

（2）測定前，打開導管活塞，向燒杯內加入適量的水，雙手緊貼蒸餾水瓶外壁，觀察到導管口有氣泡冒出，則說明裝置氣密性良好；

數據

（1）壓強曲線A點表示紅磷開始在集氣瓶中燃燒，主要判斷依據是瓶內溫度升高和氣壓變大；

（2）紅磷燃燒放熱，溫度升高，氣壓變大，同時紅磷燃燒消耗氧氣，使氣壓變小，BC段氧氣減少造成的氣壓變小強于燃燒造成的氣壓變大，所以壓強曲線BC段降低；

壓強曲線CD段降低的原因是完全反應后不再放熱，溫度降低；

（3）壓強曲線EF段略低于OA段是因為燒杯內液面低于蒸餾水瓶中液面；

實驗結論：

用紅磷燃燒的方法不能準確測定空氣中氧氣含量的原因是紅磷燃燒不能將裝置中空氣中的氧氣耗盡。