Question

【題目】空氣中氧氣含量測定的再認識。

（1）[經典賞析]拉瓦錫用定量的方法研究空氣的成分（實驗裝置如圖1）。

該實驗中選擇使用汞的優點有 _______

A.汞俗稱水銀，常溫下呈液態，安全無毒

B.能將密閉裝置內空氣中的氧氣幾乎耗盡

C.反應生成的氧化汞是固態，不影響壓強

D.生成的化合物加熱分解又能得到汞和氧氣

（2）（實驗回顧）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2），寫出紅磷燃燒的符號表達式________。圖2中集氣瓶底部的水的作用為_________。（填字母）

A.吸收有害物質 B.降溫，快速冷卻 C.保護瓶底

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%？

（進行猜想）①____________；

②____________，裝置內氧氣有剩余

（4）（實驗與交流）為了幫助同學們更好地理解空氣中氧氣含量測定的實驗原理，老師利用傳感器技術定時測定了實驗裝置（如圖5）內的壓強、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）結合Y、Z兩條曲線，解釋圖6中AB段壓強變化的原因是______。

（5）（實驗探究1）已知，鐵絲在純氧中才能燃燒，反應的符號表達式為__________，一般不能在空氣中燃燒，因此無法用鐵絲代替紅磷進行該實驗。小明根據鐵生銹的原理（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，于是進行了實驗（裝置如圖3）。通過7天測得的數據計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點____（填字母）。

A．裝置內殘留的氧氣更少

B．反應更徹底，實驗結果更準確

C．鐵絲生銹比紅磷燃燒反應更快

（6）（實驗探究2）小明利用鐵粉、炭粉、氯化鈉等物質又進行了實驗（裝置如圖4）。8分鐘后測得的數據如下表：請計算出空氣中氧氣含量________（計算結果保留一位小數）。

實驗前的體積		實驗后的體積
集氣瓶內空氣	燒杯內蒸餾水	燒杯內剩余蒸餾水
131mL	90.0mL	63.6mL

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

①Cu2（OH）2CO3的相對分子質量是 _________。

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，溫度升高導致壓強增大，而消耗氧氣又導致壓強減小，AB段燃燒放熱造成的壓強增大強于氧氣減少造成的壓強減小（兩種因素都考慮到，表達較完整得分） Fe + O2 Fe3O4 A、B 20.2% 222 6.4g

【解析】

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

（2）根據紅磷燃燒生成五氧化二磷，五氧化二磷能夠溶解在水中進行分析解答；

（3）根據如果裝置漏氣、紅磷不足，都能夠導致實驗結果偏低進行分析解答；

（4）根據在密閉的容器內溫度越高氣體的壓強越大進行分析解答；

（5）根據鐵在氧氣中燃燒生成四氧化三鐵和實驗現象進行分析解答；

（6）根據表中數據可以計算空氣中氧氣的含量；

（7）根據化學式的意義進行分析解答。

（1）A、汞俗稱水銀，常溫下呈液態，汞有毒，故A錯誤；B、汞能將密閉裝置內空氣中的氧氣幾乎耗盡，使實驗更準確，故B正確；C、反應生成的氧化汞是固態，不影響氣體壓強，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，反應的文字表達式是磷+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，裝置內氧氣有剩余都會導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，這是因為紅磷燃燒放熱，導致溫度升高，完全反應后溫度逐漸降低至原溫度；結合Y、Z兩條曲線，如圖6中AB段氣壓變化的原因是燃燒放熱，溫度升高導致壓強增大，而消耗氧氣又導致壓強減小，AB段燃燒放熱造成的壓強增大強于氧氣減少造成的壓強減小；

（5）鐵絲在純氧中燃燒生成四氧化三鐵，反應的符號表達式為Fe + O2 Fe3O4；根據用鐵絲生銹方法的實驗通過7天測得的數據計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點是：裝置內殘留的氧氣更少，反應更徹底，實驗結果更準確，但反應速度較慢。故選AB；

（6）空氣中氧氣含量==20.2%；

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

②11.1g Cu2（OH）2CO3中含有銅元素質量==6.4g。