Question

【題目】“空氣中氧氣體積分?jǐn)?shù)的測定”再研究。

（回顧史實）

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驗第一次明確得出空氣是由氧氣和氮氣組成的結(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，請在反應(yīng)前方框內(nèi)畫出正確圖示_____：

（重溫教材）

實驗室常用燃燒紅磷的方法測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)符號寫出反應(yīng)式_____。理論上實驗成功時的現(xiàn)象是_____。實際用該方法測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)確地測定空氣中氧氣的含量？

（進(jìn)行實驗）

查閱資料后，學(xué)習(xí)小組進(jìn)行如下實驗：

（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，待瓶內(nèi)液面不再上升后再向燒杯中加入一定量的水，使燒杯和瓶內(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)為時間，單位為秒；壓強(qiáng)和溫度曲線僅表示該段時間內(nèi)對應(yīng)的變化情況）如下圖所示。

（數(shù)據(jù)分析）

（1）時間約為_____秒時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)確測定空氣中氧氣的體積含量是因為_____。

（反思與交流）

若要更精確地測量空氣中氧氣體積含量，你對實驗的改進(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，瓶內(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)來做實驗，同時注意該物質(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)的測定”再研究。

回顧史實：

（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驗第一次明確得出空氣是由氧氣和氮氣組成的結(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：

實驗室常用燃燒紅磷的方法測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)符號反應(yīng)式為。理論上實驗成功時的現(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。實際用該方法測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)確地測定空氣中氧氣的含量？

進(jìn)行實驗并記錄數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)

（1）根據(jù)圖示可知，時間約為100秒時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，瓶內(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)確測定空氣中氧氣的體積含量是因為紅磷燃燒不能將裝置中空氣中的氧氣耗盡。

反思與交流：

若要更精確地測量空氣中氧氣體積含量，對實驗的改進(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)來做實驗，同時注意該物質(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)。