Question

【題目】空氣中氧氣含量測(cè)定的再認(rèn)識(shí)。

[經(jīng)典賞析] 資料：金屬汞和氧氣加熱生成氧化汞，氧化汞高溫分解又生成氧氣和金屬汞。

法國化學(xué)家拉瓦錫用定量的方法研究了空氣的成分(實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示)。該實(shí)驗(yàn)中選擇使用汞的優(yōu)點(diǎn)有________。

A．實(shí)驗(yàn)過程中沒有污染

B．在汞槽中起到液封的作用

C．生成的氧化汞加熱分解又能得到汞和氧氣

D．能將密閉裝置內(nèi)空氣中的氧氣幾乎耗盡

[實(shí)驗(yàn)回顧] 如下圖是實(shí)驗(yàn)室用紅磷燃燒來粗略測(cè)定空氣中氧氣含量的裝置。

(1)寫出紅磷燃燒的文字表達(dá)式：__________________________________。　　　　　　

(2)實(shí)驗(yàn)原理：由于紅磷燃燒消耗空氣中的氧氣，使瓶?jī)?nèi)________減小，燒杯中的水倒吸到集氣瓶。若裝置的氣密性良好，操作規(guī)范，用量筒測(cè)量進(jìn)入瓶中水的體積，能粗略測(cè)得空氣中氧氣的含量。

[問題提出] 有實(shí)驗(yàn)資料表明：燃燒過程中當(dāng)氧氣體積分?jǐn)?shù)低于7%時(shí)，紅磷就無法繼續(xù)燃燒，因此通過上述實(shí)驗(yàn)，測(cè)量結(jié)果與理論值誤差較大。

[實(shí)驗(yàn)改進(jìn)]

Ⅰ.根據(jù)鐵在空氣中生銹的原理設(shè)計(jì)如下圖所示實(shí)驗(yàn)裝置，再次測(cè)定空氣中氧氣的含量。裝置中飽和食鹽水、活性炭會(huì)加速鐵生銹。

Ⅱ.測(cè)得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：

測(cè)量 項(xiàng)目	實(shí)驗(yàn)前	實(shí)驗(yàn)后
	燒杯中水的體積	燒杯中剩余水的體積	集氣瓶(扣除內(nèi)容物)和導(dǎo)管的容積
體積/mL	80.0	54.5	126.0

[交流表達(dá)]

(1)鐵生銹過程發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，首先是鐵與氧氣、水反應(yīng)生成氫氧化亞鐵。寫出該反應(yīng)的文字表達(dá)式：______________________________________________。

(2)根據(jù)表格數(shù)據(jù)計(jì)算，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)后測(cè)得的空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)是________(計(jì)算結(jié)果精確到0.1%)。

(3)從實(shí)驗(yàn)原理角度分析，改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)結(jié)果比前者準(zhǔn)確度更高的原因是：

①________________________________________________________________________；

②________________________________________________________________________。

Answer 1

【答案】 BCD 磷＋氧氣 五氧化二磷 氣壓 鐵＋水＋氧氣―→氫氧化亞鐵 20.2% 鐵的緩慢氧化使集氣瓶中的氧氣消耗更徹底，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確 測(cè)量時(shí)考慮到導(dǎo)管容積和扣除內(nèi)容物后的集氣瓶容積，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確

【解析】[經(jīng)典賞析]汞在常溫下能變成汞蒸氣，會(huì)使人中毒；汞蒸氣與氧氣反應(yīng)比較充分，能將密閉裝置內(nèi)空氣中的氧氣幾乎耗盡；氧化汞的密度小于汞，且不溶于汞，加熱分解又能得到汞和氧氣；汞在汞槽中起到液封的作用；[實(shí)驗(yàn)回顧] (1)紅磷燃燒生成五氧化二磷，故其文字表達(dá)式為：磷＋氧氣五氧化二磷； (2) 紅磷燃燒消耗氧氣，使瓶?jī)?nèi)的氣壓變小，水倒吸；[交流表達(dá)] (1)根據(jù)鐵與氧氣、水反應(yīng)生成氫氧化亞鐵，故其文字表達(dá)式為：鐵+水+氧氣→氫氧化亞鐵；(2)根據(jù)反應(yīng)前后燒杯內(nèi)水的體積變化可以看出，消耗的氧氣的體積是：80.0mL-54.5mL=25.5mL，故氧氣的體積分?jǐn)?shù)為： ×100%=20.2%；(3)使用鐵的緩慢氧化消耗氧氣，使氧氣消耗的更為徹底，實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確，測(cè)量時(shí)考慮導(dǎo)管容積和扣除內(nèi)容物后的集氣瓶的體積，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更為準(zhǔn)確。