Question

【題目】“空氣中氧氣體積分?jǐn)?shù)的測(cè)定”再研究。

（回顧史實(shí)）

1774年，某科學(xué)家通過用金屬汞在空氣中加熱生成氧化汞等實(shí)驗(yàn)第一次明確得出空氣是由氧氣和氮?dú)饨M成的結(jié)論。

（1）上文中這位科學(xué)家是_____。

A 諾貝爾

B 居里大人

C 門捷列夫

D 拉瓦錫

（2）以下微觀示意圖表示金屬汞蒸氣與氧氣反應(yīng)的過程，請(qǐng)?jiān)诜磻?yīng)前方框內(nèi)畫出正確圖示_____：

（重溫教材）

實(shí)驗(yàn)室常用燃燒紅磷的方法測(cè)定空氣中氧氣的含量（裝置如圖），該裝置氣密性檢查的方法（操作·現(xiàn)象·結(jié)論）是_____。用化學(xué)符號(hào)寫出反應(yīng)式_____。理論上實(shí)驗(yàn)成功時(shí)的現(xiàn)象是_____。實(shí)際用該方法測(cè)出的氧氣含量常常遠(yuǎn)低于理論值。

（提出問題）

用燃燒紅磷的方法為什么不能準(zhǔn)確地測(cè)定空氣中氧氣的含量？

（進(jìn)行實(shí)驗(yàn)）

查閱資料后，學(xué)習(xí)小組進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：

（1）將數(shù)顯設(shè)備（電腦等）、三種傳感器（壓強(qiáng)、溫度、O2濃度）、測(cè)量裝置進(jìn)行連接。

（2）檢查裝置的氣密性良好。

（3）打開瓶口橡皮塞，加水并調(diào)節(jié)使蒸餾水瓶和燒杯內(nèi)液面相平，夾緊止水夾，打開并調(diào)試好傳感器和數(shù)顯設(shè)備，用酒精燈將足量紅磷點(diǎn)燃，立即將燃燒匙伸入瓶中并塞緊橡皮塞。

（4）燃燒結(jié)束后，裝置冷卻到室溫，打開止水夾，待瓶?jī)?nèi)液面不再上升后再向燒杯中加入一定量的水，使燒杯和瓶?jī)?nèi)液面相平。在數(shù)顯設(shè)備上得到的曲線圖（縱坐標(biāo)為O2濃度：橫坐標(biāo)為時(shí)間，單位為秒；壓強(qiáng)和溫度曲線僅表示該段時(shí)間內(nèi)對(duì)應(yīng)的變化情況）如下圖所示。

（數(shù)據(jù)分析）

（1）時(shí)間約為_____秒時(shí)紅磷開始在集氣瓶中燃燒。

（2）壓強(qiáng)曲線BD段降低的原因是_____。

（4）操作_____，引起了壓強(qiáng)曲線DE段變化。

（得出結(jié)論）

根據(jù)以上探究，用燃燒紅磷的方法不能準(zhǔn)確測(cè)定空氣中氧氣的體積含量是因?yàn)?/span>_____。

（反思與交流）

若要更精確地測(cè)量空氣中氧氣體積含量，你對(duì)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)建議是：_____。

Answer 1

【答案】D 打開止水夾，用手握住集氣瓶外壁，若導(dǎo)管口出現(xiàn)氣泡，則說明裝置的氣密性良好 冷卻至室溫后，打開止水夾，燒杯中的水進(jìn)入集氣瓶，進(jìn)入的水的體積約為集氣瓶中空氣體積的五分之一 100 紅磷燃燒消耗了氧氣，瓶?jī)?nèi)氣體的量減少，反應(yīng)完成后容器內(nèi)的溫度在逐漸降低 打開止水夾 紅磷燃燒不能將裝置中空氣中的氧氣耗盡 將紅磷換成能夠?qū)⒖諝庵械难鯕夂谋M的物質(zhì)來做實(shí)驗(yàn)，同時(shí)注意該物質(zhì)不與空氣中除氧氣之外的其他物質(zhì)反應(yīng)，且與氧氣反應(yīng)的生成物無氣體物質(zhì)

【解析】

“空氣中氧氣體積分?jǐn)?shù)的測(cè)定”再研究。

回顧史實(shí)：

（1）1774年，科學(xué)家拉瓦錫通過用金屬汞在空氣中加熱生成氧化汞等實(shí)驗(yàn)第一次明確得出空氣是由氧氣和氮?dú)饨M成的結(jié)論。故選D。

（2）根據(jù)金屬汞蒸氣與氧氣反應(yīng)的過程的微觀示意圖，反應(yīng)前方框內(nèi)的微觀圖示為 。

重溫教材：

實(shí)驗(yàn)室常用燃燒紅磷的方法測(cè)定空氣中氧氣的含量，結(jié)合題中裝置圖，該裝置氣密性檢查的方法是打開止水夾，用手握住集氣瓶外壁，若導(dǎo)管口出現(xiàn)氣泡，則說明裝置的氣密性良好。該反應(yīng)的化學(xué)符號(hào)反應(yīng)式為。理論上實(shí)驗(yàn)成功時(shí)的現(xiàn)象是冷卻至室溫后，打開止水夾，燒杯中的水進(jìn)入集氣瓶，進(jìn)入的水的體積約為集氣瓶中空氣體積的五分之一。實(shí)際用該方法測(cè)出的氧氣含量常常遠(yuǎn)低于理論值。

提出問題：用燃燒紅磷的方法為什么不能準(zhǔn)確地測(cè)定空氣中氧氣的含量？

進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并記錄數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)

（1）根據(jù)圖示可知，時(shí)間約為100秒時(shí)紅磷開始在集氣瓶中燃燒。

（2）壓強(qiáng)曲線BD段降低的原因是紅磷燃燒消耗了氧氣，瓶?jī)?nèi)氣體的量減少，反應(yīng)完成后容器內(nèi)的溫度在逐漸降低。

（3）操作打開止水夾，水進(jìn)入到集氣瓶中，剩余氣體體積減小，氣壓增大，引起了壓強(qiáng)曲線DE段變化。

得出結(jié)論：

根據(jù)以上探究，用燃燒紅磷的方法不能準(zhǔn)確測(cè)定空氣中氧氣的體積含量是因?yàn)榧t磷燃燒不能將裝置中空氣中的氧氣耗盡。

反思與交流：

若要更精確地測(cè)量空氣中氧氣體積含量，對(duì)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)建議是將紅磷換成能夠?qū)⒖諝庵械难鯕夂谋M的物質(zhì)來做實(shí)驗(yàn)，同時(shí)注意該物質(zhì)不與空氣中除氧氣之外的其他物質(zhì)反應(yīng)，且與氧氣反應(yīng)的生成物無氣體物質(zhì)。