Question

【題目】“空氣中氧氣含量測定”再研究

（回顧歷史）1774 年，某科學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論．

（1）上文中這位科學家是_____。

A 諾貝爾 B 居里夫人 C 門捷列夫 D 拉瓦錫

（2）如圖 1 的微粒示意圖可簡單表示金屬汞與氧氣反應的過程，請在反應中方框內畫出 正確的圖示_____。

（原有實驗）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），寫出反 應的符號表達式_____．理論上實驗成功時的現象是：_____．實際上用該方法測得的氧氣含量常常遠低于理論值。

（提出問題）實驗中裝置內部的情況是怎樣的，用紅磷燃燒的方法為什么不能準確地測定空氣中氧氣的含量？

（進行實驗）查閱資料后，學習小組進行如下實驗：

（3）將數顯設備（電腦等）、三種傳感器（壓強、溫度、O2 濃度）、測量裝置（反應容 器為蒸餾水瓶）按圖 3 所示進行連接。

（4）打開導管活塞，向燒杯內加入適量的水，雙手緊貼蒸餾水瓶外壁，_____，則說明裝置氣密性良好．

（5）打開瓶口橡皮塞，加水并調節使蒸餾水瓶和燒杯內液面相平，關閉活塞，打開并調 試好傳感器和數顯設備．用酒精燈將足量的紅磷點燃，立即將燃燒匙伸入瓶中并塞緊橡 皮塞。燃燒結束后，裝置冷卻到室溫，打開導管活塞，待瓶內液面不再上升后再向燒杯 內加入一定量的水，使燒杯和瓶內的液面相平．在數顯設備上得到的曲線圖（縱坐標為 O2 濃度，橫坐標為時間，壓強和溫度曲線僅表示該段時間內對應的變化情況）如圖 4 所示

（數據分析）

（6）壓強曲線 A 點表示紅磷開始在集氣瓶中燃燒，主要判斷依據是：_____。

AA點對應的氧氣的濃度開始下降

BA點以后蒸餾水瓶內氣體含量下降

CA點以后蒸餾水瓶內的溫度開始上升

（7）壓強曲線 CD 段降低的原因是_____；

A紅磷燃燒完后，裝置處于冷卻狀態

B紅磷進入緩慢氧化狀態

C蒸餾水瓶內的氣體繼續減少

（8）壓強曲線 EF 段略低于 OA 段是因為_____；

A蒸餾水瓶中的氣體比原來少了

B燒杯內液面與蒸餾水瓶中的液面不相平

C蒸餾水瓶中的氣體沒有冷卻至室溫

（9）（實驗結論）用紅磷燃燒的方法不能準確測定空氣中氧氣含量的原因是_____ ；

（10）（反思拓展）甲同學認為應該將蒸餾水瓶液面上的容積劃分為 5 等份并加以標記，乙同學認為沒有必要，理由是_____。

Answer 1

【答案】D P+O2P2O5 打開止水夾后水進入集氣瓶，進入集氣瓶中的水約占集氣瓶容積的五分之一 導管口有氣泡冒出，松手后導管末端形成一段水柱 A A 燒杯內液面低于蒸餾水瓶中液面 紅磷燃燒不能將裝置中空氣中的氧氣耗盡 氧氣的體積含量可在數顯設備上直接顯示

【解析】

（1）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論；

（2）如圖1的微粒示意圖可簡單表示金屬汞與氧氣反應的過程，反應中方框內正確的圖示如下所示：；

[原有實驗]紅磷燃燒生成五氧化二磷，反應的符號表達式為：P+O2P2O5；理論上實驗成功時的現象是：打開止水夾后水進入集氣瓶，進入集氣瓶中的水約占集氣瓶容積的五分之一；

（4）打開導管活塞，向燒杯內加入適量的水，雙手緊貼蒸餾水瓶外壁，導管口有氣泡冒出，松手后導管末端形成一段水柱，則說明裝置氣密性良好；

（6）壓強曲線A點表示紅磷開始在集氣瓶中燃燒，主要判斷依據是A點對應的氧氣濃度開始降低；

（7）壓強曲線CD段降低的原因是完全反應后不再放熱，溫度降低；

（8）壓強曲線EF段略低于OA段是因為燒杯內液面低于蒸餾水瓶中液面；

（9）用紅磷燃燒的方法不能準確測定空氣中氧氣含量的原因是紅磷燃燒不能將裝置中空氣中的氧氣耗盡；

（10）甲同學認為應該將蒸餾水瓶液面上的容積劃分為5等分并加以標記，乙同學認為沒有必要，理由是氧氣的體積含量可在數顯設備上直接顯示。