Question

几种测定空气中氧气含量的实验（如图所示），请根据实验回答问题。

（1）拉瓦锡用定量的方法研究空气的成分（图1），通过该实验拉瓦锡得出了空气是由氧气和_____（填物质名称）组成，其中氧气约占空气总体积的1/5.该实验中选用汞的优点是_____。

A 实验过程中没有污染

B 能将密闭装置内空气中的氧气几乎耗尽

C 实验仪器易得到

D 反应不需要条件

（2）实验室常用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的含量（图2），写出红磷燃烧的化学方程式_____；测出的氧气含量常常远低于1/5，可能的原因是_____（写一 条即可）。

（3）兴趣小组同学对图2实验进行了改进，设计了如图3的实验。

实验前，打开弹簧夹,将体积为25mL的注射器活塞前沿20mL刻度处推至l5mL刻度处，然后松开手，若活塞能返回至原处，则说明_____。

实验时，先夹紧弹簧夹，用酒精灯加热红磷，可观察到的现象为_____；燃烧结束后，等到试管冷却后再松开弹簧夹，注射器活塞会从原来的20mL处移动，最终将停留在约为_____mL（填整数）刻度处:若不使用弹簧夹，用酒精灯加热红磷，充分反应后冷却后，注射器活塞最终又将停留在约为_____mL（填整数）刻度处。

对照图2实验，你认为图3实验有何优点?_____（回答一点即可）

（4）兴趣小组同学，还设计了用传感器技术测定空气中氧气含量，安验装置如图4所示，反应过程中容器内的压强、温度和氧气浓度三条曲线变化趋势如图5所示。其中Y表示的是_____变化的曲线:结合X、Y两条曲线，分析图5中气体压强先变大后逐渐减小的原因_____。

Answer

氮气 B 红磷量不足，氧气没有完全反应掉（合理即可） 装置的气密性好 红磷燃烧，产生白烟 12 8 误差小，便于读数 氧气浓度 开始反应温度升高对气体体积的影响大于氧气减少，气体膨胀，压强升高;后逐渐变小是因为氧气减少对气体体积的影响大于温度升高气体压强逐渐减小

【解析】

（1）拉瓦锡用定量的方法研究空气的成分（图1），通过该实验拉瓦锡得出了空气是由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积的1/5，该实验中选用汞的优点是：

A 汞是易挥发的重金属，实验过程中有污染，选项错误；

B 能将密闭装置内空气中的氧气几乎耗尽，选项正确；

C 曲颈甑不是易得的实验仪器，选项错误；

D 反应条件是加热，选项错误；故选B；

（2）红磷燃烧是指红磷和氧气在点燃条件下生成五氧化二磷，化学方程式；测定空气中氧气含量的原理是，利用物质与空气中的氧气反应，又不生成气体，使瓶内气体减少，压强变小，水倒流入集气瓶内，倒流的水的体积就等于瓶内氧气的体积。结果偏小的原因是： 红磷量不足或装置漏气或装置未冷却至室温就打开弹簧夹等；

（3）实验前，打开弹簧夹，将体积为25mL的注射器活塞前沿丛20mL刻度处推至l5mL刻度处，然后松开手，若活塞能返回至原处，则说明装置的气密性好；实验时，先夹紧弹簧夹，用酒精灯加热红磷，可观察到的现象为红磷剧烈燃烧，产生大量白烟；燃烧结束后，等到试管冷却后再松开弹簧夹，由于氧气约占空气体积的五分之一，装置内原有空气是40mL，氧气为8mL，注射器活塞会从原来的20mL处移动，最终将停留在约为12mL刻度处；若不使用弹簧夹，装置内原有空气是60mL，氧气为12mL，用酒精灯加热红磷，充分反应后冷却后,注射器活塞最终又将停留在约为8mL刻度处；

对照图2实验，图3实验有何优点：装置始终密闭可以保持良好的气密性，使测定结果准确；

（4）安验装置如图4所示，反应过程中容器内的压强、温度和氧气浓度三条曲线变化趋势如图5所示。其中Y表示的是氧气浓度变化的曲线，反应中氧气的量逐渐减少，结合X、Y两条曲线，图5中气体压强先变大后逐渐减小的原因：开始反应温度升高对气体体积的影响大于氧气减少，气体膨胀，压强升高;后逐渐变小是因为氧气减少对气体体积的影响大于温度升高气体压强逐渐减小。