Question

【題目】空氣中氧氣含量測定再認識。

【你知道嗎】通過實驗（圖1）測定了空氣組成的科學家是 。

A．門捷列夫 B．達爾文 C．拉瓦錫 D．牛頓

【實驗回顧】實驗室常用圖2所示的方法測定空氣中氧氣的含量，寫出紅磷燃燒的化學方程式 。為保證測定結果，實驗中所取紅磷必須 。

同學們發現利用圖2裝置進行實驗時，在集氣瓶外點燃紅磷，一方面會造成空氣污染，另一方面伸進集氣瓶速度慢了會影響測定結果。他們查閱資料發現白磷40℃即可燃燒，燃燒產物與紅磷相同，于是改進裝置（圖3）重新探究。

【實驗探究】先在容積為200．0mL的集氣瓶里裝進50．0mL的水，再在量筒內裝入100．0 mL的水，然后按圖連好儀器，按下熱的玻璃棒，白磷立即被點燃。

（1）集氣瓶里預先裝進的水，在實驗過程中除了能夠加快集氣瓶冷卻，還起到 作用。（寫出一種即可）

（2）如果白磷停止燃燒時立即記錄量筒內剩余水的體積，則會導致測定結果

（填“偏大”、“偏小”或“不變”）。

（3）如果實驗結束時量筒內剩余水的體積是73．0 mL，則測得的空氣中氧氣體積分數為 。（用百分數表示）

【拓展延伸】圖4所示裝置可用于測定空氣中氧氣的含量，其中與集氣瓶相連的壓強傳感器等電子設備能將集氣瓶內氣體壓強精確地記錄并保存下來。圖5、圖6是用該裝置測得的紅磷和木炭分別在集氣瓶中燃燒的壓強﹣時間關系圖（該裝置氣密性良好，p0是集氣瓶內初始氣壓，p和p′分別是反應結束后恢復到室溫時集氣瓶內的氣壓）。

（1）寫出木炭燃燒的化學方程式 。該實驗中能否利用木炭燃燒測定空氣中氧氣含量，并說明理由 。

（2）從微觀角度解釋圖5中反應開始時集氣瓶中壓強瞬間變大的原因是 。

【交流反思】小明提出能否用鐵絲代替上述實驗中的紅磷測定空氣中氧氣含量，同學們一致反對，理由是鐵絲在空氣中不能燃燒。寫出鐵絲在氧氣中燃燒的化學方

Answer 1

【答案】【你知道嗎】C

【實驗回顧】4P + 5O22P2O5 過量（或足量）

【實驗探究】（1）液封或緩沖壓強或吸收白煙（合理即可）（2）偏小 （3）18%

【拓展延伸】（1）C + O2CO2

不能，因為木炭燃燒生成的二氧化碳也是氣體，瓶中氣壓不變。

（2）燃燒放熱，溫度升高，氣體分子運動加快

【交流反思】3Fe + 2O2Fe3O4

【解析】

試題分析：（1）法國的拉瓦錫最早利用天平作為工具,用定量的方法測定并得出空氣的組成,

（2）紅磷在空氣中燃燒，其實質是紅磷和空氣中的氧氣在點燃的條件下生成五氧化二磷，其反應的化學方程式為4P + 5O22P2O5 ；為保證測定結果，實驗中所取紅磷必須過量。

（3）在集氣瓶里預先裝進的50mL水，在實驗過程中可以加快集氣瓶冷卻、液封導氣管末端以防氣體逸出并且能夠緩沖集氣瓶內氣壓的驟然升高；如果白磷停止燃燒時立即記錄量筒內剩余水的體積，則會導致測定結果偏小；集氣瓶內空氣的體積是（200﹣50）mL=150ml，進入水的體積是（100-73）mL，即氧氣的體積是27mL，因此氧氣的體積分數27ml/150ml=18%

（4）C + O2CO2 ；不能，因為木炭燃燒生成的二氧化碳也是氣體，瓶中氣壓不變。

（2）燃燒放熱，溫度升高，氣體分子運動加快