Question

17．空氣中氧氣含量測定的再認識．
【查閱資料】
1．白磷的著火點是40℃，紅磷的著火點是240℃，兩種物質的燃燒產物五氧化二磷是白色固體．
2、銅與氧氣在加熱的條件下生成黑色固體氧化銅．
3、二氧化碳能被氫氧化鈉溶液吸收
【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(yōu)點B、C、D．
A．實驗過程中沒有污染        B．在汞槽中起到液封作用
C．生成的暗紅色固體加熱分解又能得到汞和氧氣    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（裝置如圖2），某化學興趣小組的同學按照課本的實驗裝置做“測定空氣中氧氣的體積分數”實驗（圖1），但測出的氧氣體積分數明顯偏�。�請你參與探究：
【提出問題】
造成誤差的原因是什么？如何改進課本實驗裝置？
【猜想】
甲同學：可能燒杯中的水倒流結束后，導氣管內有部分水滯留，影響實驗的準確性；
乙同學：可能是瓶內殘留氣體中還有氧氣的緣故；你還能做的猜想是紅磷量不足，裝置漏氣，裝置未冷卻至室溫就打開彈簧夾等（寫一點即可）．
【交流與討論】
（1）集氣瓶中預先裝少量水的作用是吸收熱量，使集氣瓶內的溫度迅速冷卻到室溫；
（2）丙同學認為，用木炭代替紅磷也能完成圖2的實驗，但事先要在集氣瓶中放入一定量的氫氧化鈉溶液或石灰水；
【探究與反思】
為驗證乙同學的猜想，將銅粉在殘余氣體中加熱，觀察到銅粉變黑，所以乙同學的猜想正確（選填“合理”或“不合理”）
（2）大家采用改進的實驗裝置（圖3）進行實驗（左邊玻璃管上面的空氣平均分成了5 等份，并標刻度線），待玻璃管冷卻、管內白色的煙幕消失，同時能觀察到左邊玻璃管中水上升到1刻度線（左邊玻璃管中水上升了玻璃管中空氣體積的$\frac{1}{5}$等，得到了較準確的數據，但又意外發(fā)現左玻璃管內壁上端附著白色固體．左玻璃管上端的白色固體主要成分可能是白磷或者五氧化二磷．

Answer 1

分析 【經典賞析】根據使用汞的優(yōu)點進行分析解答；
【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(tài)一般要求是固態(tài)等．
【實驗與交流】
（1）根據集氣瓶中預先裝少量水的作用是吸收熱量，使集氣瓶內的溫度迅速冷卻到室溫解答；
（2）根據碳燃燒生成二氧化碳解答；
【探究與反思】
（1）銅粉可以和氧氣反應生成黑色的氧化銅固體，可以據此解答該題；
（2）①根據【查閱資料】可以知道，白磷為白色或黃色固體，可以據此解答該題；
②五氧化二磷可以溶于水后生成磷酸，所以其pH小于7，可以據此解答．

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(yōu)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；
【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）；
【實驗與交流】（1）集氣瓶中預先裝少量水的作用是吸收熱量，使集氣瓶內的溫度迅速冷卻到室溫；
（2）碳燃燒生成二氧化碳，二氧化碳能被堿性溶液吸收，故事先要在集氣瓶中放入一定量的氫氧化鈉溶液或石灰水；
【交流與反思】
（1）銅粉可以和氧氣反應生成黑色的氧化銅固體，所以若觀察到銅粉變黑則說明裝置殘留有氧氣，即乙同學的猜想合理；
（2）左邊玻璃管中水上升到1刻度線，根據【查閱資料】可以知道，白磷為白色或黃色固體，所以左玻璃管上端的黃色固體主要成分可能是白磷固體受熱蒸發(fā)后的附著在玻璃管上的；
答案：
【經典賞析】B、C、D
【猜想】紅磷量不足，裝置漏氣，裝置未冷卻至室溫就打開彈簧夾等（寫一點即可）；
【交流與討論】（1）吸收熱量，使集氣瓶內的溫度迅速冷卻到室溫；
（2）氫氧化鈉溶液或石灰水；
【探究與反思】（1）合理；
（2）左邊玻璃管中水上升到1刻度線（左邊玻璃管中水上升了玻璃管中空氣體積的$\frac{1}{5}$等，白磷或者五氧化二磷．

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．