Question

空气中氧气含量测定的再认识。

（经典赏析）教材中介绍了拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分（实验装置如图1）。该实验中选择使用汞的优点有________。

A. 实验过程中没有污染

B. 在汞槽中起到液封作用

C. 生成的化合物加热分解又能得到汞和氧气

D. 能将密闭装置内空气中的氧气集合耗尽

（实验回顾）实验室常用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的含量（装置如图2），写出红磷燃烧的化学方程式_________________。兴趣小组用该方法测出的氧气含量常常远低于21%。

（提出问题）用红磷燃烧的方法为什么不能准确地测定空气中氧气的含量？

（进行猜想）（1）装置漏气； （2）_________装置内氧气有剩余；……

（实验与交流）在老师的指导下，小明分别用过量的红磷和白磷进行该实验，用测氧气浓度的传感器测得反应后装置内氧气浓度分别为8.85%和3.21%，请从燃烧条件的角度回答产生上述结果的主要原因___________________________。

（实验探究1）小明根据铁生锈的原理，探究用铁能否准确测定空气中氧气的含量，于是进行了实验（装置如图3）通过7天测得的数据计算空气中氧气的含量为19.13%。

（交流与反思）与用红磷燃烧的方法相比，用铁丝生锈的方法测定的主要优点及原因：__________________________。

（实验探究2）为了加快反应速率，小明通过查阅资料，利用铁粉、炭粉、氧化钠等物质又进行了实验（装置如图4），8分钟后测得的数据如表：

实验前的体积	实验后的体积
集气瓶内空气	烧杯内蒸馏水	烧杯内剩余蒸馏水
131mL	90.0mL	63.6mL

请计算出空气中氧气含量________（计算结果保留一位小数）。

（结论与反思）通过上述实验探究，选择_________________（填物质名称）进行实验，可较为快速地完成实验并减小实验误差。

（拓展延伸）铜也能与空气中氧气、水、二氧化碳反应而锈蚀，生成铜绿[铜绿的主要成分为Cu₂(OH)₂CO₃]，若将图3装置中的粗铁丝换成足量的铜丝进行实验，请判断能否比较准确地测定空气中氧气的含量，并说明理由：________________________________。

Answer

BCD 4P+5O22P2O5 红磷不足 白磷的着火点比红磷的着火点低 装置内残留的氧气更少，实验结果更准确 20.2% 铁粉、炭粉、氧化钠和蒸馏水 不能；因为空气中二氧化碳含量约只有0.03%，铜不能将装置中的氧气几乎耗尽

【解析】

[经典赏析]教材中介绍了拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分（实验装置如图1）。该实验中选择使用汞的优点有在汞槽中起到液封作用；生成的化合物加热分解又能得到汞和氧气；能将密闭装置内空气中的氧气集合耗尽，故选BCD；

[实验回顾]磷和氧气在点燃的条件下生成五氧化二磷，反应的化学方程式为：4P+5O22P2O5；

[进行猜想]实验中所取的红磷不足（或实验前没有夹弹簧夹、实验装置可能未冷却就打开弹簧夹等）；

[实验与交流]小明分别用过量的红磷和白磷进行该实验，用测氧气浓度的传感器测得反应后装置内氧气浓度分别为8.85%和3.21%，请从燃烧条件的角度回答产生上述结果的主要原因白磷的着火点比红磷的着火点低；

[交流与反思]铁丝在水、氧气的条件下很容易生锈，与用红磷燃烧的方法相比，用铁丝生锈的方法测定的主要优点及原因：装置内残留的氧气更少，实验结果更准确；

[实验探究2]烧杯内蒸馏水减少的体积为氧气的体积=90mL﹣63.6mL=26.4mL，空气中氧气含量=100%≈20.2%；

[结论与反思]通过上述实验探究，选择铁粉、炭粉、氧化钠和蒸馏水或白磷等物质进行实验，可较为快速地完成实验并减小实验误差。

[拓展延伸]铜也能与空气中氧气、水、二氧化碳反应而锈蚀，生成铜绿[铜绿的主要成分为Cu2（OH）2CO3]，若将图3装置中的粗铁丝换成足量的铜丝进行实验，不能比较准确地测定空气中氧气的含量，因为空气中二氧化碳含量约只有0.03%，铜不能将装置中的氧气几乎耗尽。