Question

12．空氣中氧氣含量測定的再認識．

【經典賞析】教材中介紹了拉瓦錫用定量的方法研究了空氣的成分（如圖1），該實驗中選擇使用汞的優點有BCD（選序號）；
A．實驗過程中沒有污染B．在汞槽中起到液封作用C．生成的物質是固體D．能將密閉裝置內空氣中的氧氣耗盡
【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（如圖2），寫出紅磷燃燒的文字表達式磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷．用該方法測出的氧氣含量常常遠低于21%．
【進行猜想】針對產生誤差的原因提出下列猜想：
猜想1：裝置漏氣；
你的猜想：紅磷不足
【實驗探究】為減小誤差，小明改用圖3裝置進行實驗，步驟如下：
①連接裝置并檢查氣密性；
②在量筒內加入100毫升的水；
③在廣口瓶中加入少量水，使瓶內空氣體積250毫升；
④在燃燒匙內放入過量的紅磷，塞緊瓶塞，關閉止水夾，接通電源使電烙鐵發熱，點燃紅磷后，斷開電源；
⑤燃燒結束并充分冷卻后，打開止水夾，待量筒內水面不再下降時，記錄量筒內水的體積為50毫升．
【交流討論】
（1）按圖2 裝置進行實驗裝置氣密性時，除了用于緊握的方法外，還可以采用的方法是用熱毛巾包捂或用酒精燈微熱．
（2）與圖2裝置相比，圖3裝置中使用電烙鐵可以減小實驗誤差，其原因是：改進后的裝置無需打開瓶塞點燃紅磷，避免瓶內空氣外逸而而造成實驗誤差．
【結論與反思】
（3）根據本實驗數據，計算出空氣中氧氣的體積分數為20%；
（4）小明發現，測量結果與真是的仍有較大差距，查閱資料發現，引起本實驗的誤差除裝置外．還與燃燒物質的性質有關．

Answer 1

分析 【經典賞析】根據使用汞的優點進行分析解答；
【實驗回顧】根據磷和氧氣在點燃的條件下生成五氧化二磷解答；
【進行猜想】根據本探究實驗一般要注意以下幾點：①裝置的氣密性好；②所用藥品紅磷的量，必須是足量；③讀數時一定要冷卻到原溫度；④生成物的狀態一般要求是固態等．
【交流討論】（1）根據進行實驗裝置氣密性的方法解答；
（2）根據裝置特點進行分析解答；
【結論與反思】
（3）根據量筒內減少的體積為氧氣的體積解答．

解答 解：
【經典賞析】
教材中介紹了拉瓦錫用定量的方法研究了空氣的成分（實驗裝置如圖1）．該實驗中選擇使用汞的優點有在汞槽中起到液封作用；生成的化合物加熱分解又能得到汞和氧氣；能將密閉裝置內空氣中的氧氣集合耗盡，故選BCD；
【實驗回顧】磷和氧氣在點燃的條件下生成五氧化二磷，紅磷燃燒的文字表達式為：磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷；
【進行猜想】實驗中所取的紅磷不足（或實驗前沒有夾彈簧夾、實驗裝置可能未冷卻就打開彈簧夾等）；
【交流討論】
（1）按圖2 裝置進行實驗裝置氣密性時，除了用于緊握的方法外，還可以采用的方法只要能使裝置內體積膨脹就可以了，所以采用的方法有：用熱毛巾包捂或用酒精燈微熱；
（2）與裝置甲相比，裝置乙中使用電烙鐵可以減小實驗誤差，其原因是：改進后的裝置無需打開瓶塞點燃紅磷，避免瓶內空氣外逸而而造成實驗誤差．
【結論與反思】
（3）量筒內減少的體積為氧氣的體積，氧氣的體積=100mL-50mL=50mL；
空氣中氧氣的體積分數為：$\frac{50mL}{100mL}$×100%=20%．
答案：
【經典賞析】BCD．
【實驗回顧】磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷；
【進行猜想】紅磷不足；
【交流討論】
（1）用熱毛巾包捂或用酒精燈微熱；
（2）改進后的裝置無需打開瓶塞點燃紅磷，避免瓶內空氣外逸而而造成實驗誤差；
（3）20%．

點評 本考點是用紅磷測定氧氣在空氣中的體積分數，屬于實驗方法和過程的探究．這類探究實驗要具體問題具體分析，根據設計的步驟中不同的現象去思考、去探究，從而回答題目給出的問題．本考點主要出現在填空題和實驗題中．