Question

【題目】空氣中氧氣含量測定的再認(rèn)識(shí)。

（1）[經(jīng)典賞析]拉瓦錫用定量的方法研究空氣的成分（實(shí)驗(yàn)裝置如圖1）。

該實(shí)驗(yàn)中選擇使用汞的優(yōu)點(diǎn)有 _______

A.汞俗稱水銀，常溫下呈液態(tài)，安全無毒

B.能將密閉裝置內(nèi)空氣中的氧氣幾乎耗盡

C.反應(yīng)生成的氧化汞是固態(tài)，不影響壓強(qiáng)

D.生成的化合物加熱分解又能得到汞和氧氣

（2）（實(shí)驗(yàn)回顧）實(shí)驗(yàn)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），寫出紅磷燃燒的符號(hào)表達(dá)式________。圖2中集氣瓶底部的水的作用為_________。（填字母）

A.吸收有害物質(zhì) B.降溫，快速冷卻 C.保護(hù)瓶底

但是用該方法測出的氧氣含量常常低于21%。

（3）（提出問題）用該方法測出的氧氣含量為什么低于21%？

（進(jìn)行猜想）①____________；

②____________，裝置內(nèi)氧氣有剩余

（4）（實(shí)驗(yàn)與交流）為了幫助同學(xué)們更好地理解空氣中氧氣含量測定的實(shí)驗(yàn)原理，老師利用傳感器技術(shù)定時(shí)測定了實(shí)驗(yàn)裝置（如圖5）內(nèi)的壓強(qiáng)、溫度和氧氣濃度，三條曲線變化趨勢如圖6所示。X曲線表示壓強(qiáng)變化趨勢，Y曲線表示__（填“溫度”或“氧氣濃度”）變化趨勢。

（反思拓展）結(jié)合Y、Z兩條曲線，解釋圖6中AB段壓強(qiáng)變化的原因是______。

（5）（實(shí)驗(yàn)探究1）已知，鐵絲在純氧中才能燃燒，反應(yīng)的符號(hào)表達(dá)式為__________，一般不能在空氣中燃燒，因此無法用鐵絲代替紅磷進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)。小明根據(jù)鐵生銹的原理（鐵在常溫下可以和氧氣、水生成鐵銹）來測定空氣中氧氣的含量，于是進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)（裝置如圖3）。通過7天測得的數(shù)據(jù)計(jì)算出空氣中氧氣的含量為19.13%。

（交流與反思）與用紅磷燃燒的方法相比，用鐵絲生銹的方法的主要優(yōu)點(diǎn)____（填字母）。

A．裝置內(nèi)殘留的氧氣更少

B．反應(yīng)更徹底，實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確

C．鐵絲生銹比紅磷燃燒反應(yīng)更快

（6）（實(shí)驗(yàn)探究2）小明利用鐵粉、炭粉、氯化鈉等物質(zhì)又進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)（裝置如圖4）。8分鐘后測得的數(shù)據(jù)如下表：請計(jì)算出空氣中氧氣含量________（計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù)）。

實(shí)驗(yàn)前的體積		實(shí)驗(yàn)后的體積
集氣瓶內(nèi)空氣	燒杯內(nèi)蒸餾水	燒杯內(nèi)剩余蒸餾水
131mL	90.0mL	63.6mL

（7）（拓展延伸）銅能與空氣中氧氣、水、二氧化碳反應(yīng)生成銅綠其主要成分為： Cu2（OH）2CO3。請計(jì)算：

①Cu2（OH）2CO3的相對(duì)分子質(zhì)量是 _________。

②11.1g Cu2（OH）2CO3中含有______g銅元素。

Answer 1

【答案】B、C、D 磷+氧氣五氧化二磷。 A、B 裝置漏氣(或者未等裝置冷卻就打開止水夾) 紅磷的量不足 溫度 燃燒放熱，溫度升高導(dǎo)致壓強(qiáng)增大，而消耗氧氣又導(dǎo)致壓強(qiáng)減小，AB段燃燒放熱造成的壓強(qiáng)增大強(qiáng)于氧氣減少造成的壓強(qiáng)減�。▋煞N因素都考慮到，表達(dá)較完整得分） Fe + O2 Fe3O4 A、B 20.2% 222 6.4g

【解析】

（1）根據(jù)汞有毒，是一種環(huán)境污染物，加熱條件下和氧氣反應(yīng)生成氧化汞，氧化汞受熱分解生成汞和氧氣進(jìn)行分析解答；

（2）根據(jù)紅磷燃燒生成五氧化二磷，五氧化二磷能夠溶解在水中進(jìn)行分析解答；

（3）根據(jù)如果裝置漏氣、紅磷不足，都能夠?qū)е聦?shí)驗(yàn)結(jié)果偏低進(jìn)行分析解答；

（4）根據(jù)在密閉的容器內(nèi)溫度越高氣體的壓強(qiáng)越大進(jìn)行分析解答；

（5）根據(jù)鐵在氧氣中燃燒生成四氧化三鐵和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析解答；

（6）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可以計(jì)算空氣中氧氣的含量；

（7）根據(jù)化學(xué)式的意義進(jìn)行分析解答。

（1）A、汞俗稱水銀，常溫下呈液態(tài)，汞有毒，故A錯(cuò)誤；B、汞能將密閉裝置內(nèi)空氣中的氧氣幾乎耗盡，使實(shí)驗(yàn)更準(zhǔn)確，故B正確；C、反應(yīng)生成的氧化汞是固態(tài)，不影響氣體壓強(qiáng)，故C正確；D、生成的化合物加熱分解又能得到汞和氧氣，故D正確。故選BCD；

（2）紅磷燃燒生成五氧化二磷，反應(yīng)的文字表達(dá)式是磷+氧氣五氧化二磷；五氧化二磷能溶于水，水能吸收熱量降溫。圖2中集氣瓶底部的水的作用為：吸收反應(yīng)生成的五氧化二磷，降溫，快速冷卻，故選AB；

（3）①裝置漏氣(或者未等裝置冷卻就打開止水夾)；②紅磷的量不足，裝置內(nèi)氧氣有剩余都會(huì)導(dǎo)致測出的氧氣含量低于21%；

（4）三條曲線變化趨勢如圖6所示，其中Y曲線表示的是溫度，這是因?yàn)榧t磷燃燒放熱，導(dǎo)致溫度升高，完全反應(yīng)后溫度逐漸降低至原溫度；結(jié)合Y、Z兩條曲線，如圖6中AB段氣壓變化的原因是燃燒放熱，溫度升高導(dǎo)致壓強(qiáng)增大，而消耗氧氣又導(dǎo)致壓強(qiáng)減小，AB段燃燒放熱造成的壓強(qiáng)增大強(qiáng)于氧氣減少造成的壓強(qiáng)減��；

（5）鐵絲在純氧中燃燒生成四氧化三鐵，反應(yīng)的符號(hào)表達(dá)式為Fe + O2 Fe3O4；根據(jù)用鐵絲生銹方法的實(shí)驗(yàn)通過7天測得的數(shù)據(jù)計(jì)算出空氣中氧氣的含量為19.13%可知，與用紅磷燃燒的方法相比，用鐵絲生銹的方法的主要優(yōu)點(diǎn)是：裝置內(nèi)殘留的氧氣更少，反應(yīng)更徹底，實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確，但反應(yīng)速度較慢。故選AB；

（6）空氣中氧氣含量==20.2%；

（7）①Cu2（OH）2CO3的相對(duì)分子質(zhì)量=64×2+16×5+1×2+12×1═222；

②11.1g Cu2（OH）2CO3中含有銅元素質(zhì)量==6.4g。