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14.空氣中氧氣含量測(cè)定的再認(rèn)識(shí).

【經(jīng)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(shí)驗(yàn)裝置如圖1).
(1)該實(shí)驗(yàn)中選擇使用汞的優(yōu)點(diǎn)有BCD.
A.實(shí)驗(yàn)過(guò)程中沒(méi)有污染
B.在汞槽中起到液封的作用
C.生成的化合物加熱分解又能得到汞和氧氣
D.能將密閉裝置內(nèi)空氣中的氧氣幾乎耗盡
【實(shí)驗(yàn)回顧】(2)實(shí)驗(yàn)室常用紅磷燃燒的方法測(cè)定空氣中氧氣的含量(裝置如圖2),
寫(xiě)出紅磷燃燒的化學(xué)方程式4P+5O2(diǎn)_2P2O5,其反應(yīng)類(lèi)型為化合反應(yīng).
興趣小組用該方法測(cè)出的氧氣含量常常遠(yuǎn)低于21%.
【提出問(wèn)題】(3)用紅磷燃燒的方法為什么不能準(zhǔn)確地測(cè)定空氣中
氧氣的含量?
【進(jìn)行猜想】①裝置漏氣;
②紅磷的量不足,裝置內(nèi)氧氣有剩余; …
【實(shí)驗(yàn)與交流】(4)在老師的指導(dǎo)下,小明分別用過(guò)量的紅磷(著火點(diǎn)240℃)和白磷(著火點(diǎn)40℃)進(jìn)行該實(shí)驗(yàn),用測(cè)氧氣濃度的傳感器測(cè)得反應(yīng)后裝置內(nèi)氧氣濃度分別為8.85%和3.21%.請(qǐng)從燃燒條件的角度回答產(chǎn)生上述結(jié)果的主要原因.白磷的著火點(diǎn)比紅磷的著火點(diǎn)低.
【實(shí)驗(yàn)探究1】小明根據(jù)鐵生銹的原理,探究用鐵能否準(zhǔn)確測(cè)定空氣中氧氣的含量.于是進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)(裝置如圖3).通過(guò)7天測(cè)得的數(shù)據(jù)計(jì)算出空氣中氧氣的含量為19.13%.
【交流與反思】(5)與用紅磷燃燒的方法相比,用鐵絲生銹的方法測(cè)定的主要優(yōu)點(diǎn).a(chǎn)b(填字母).
a.裝置內(nèi)殘留的氧氣更少
b.反應(yīng)更徹底,實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確
c.鐵絲生銹比紅磷燃燒反應(yīng)更快
【實(shí)驗(yàn)探究2】為了加快反應(yīng)速率,小明通過(guò)查聞資料,利用鐵粉、炭粉、氯化鈉等物質(zhì)又進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)(裝置如圖4).8分鐘后測(cè)得的數(shù)據(jù)如下表:
實(shí)驗(yàn)前的體積實(shí)驗(yàn)后的體積
集氣瓶?jī)?nèi)空氣燒杯內(nèi)蒸餾水燒杯內(nèi)剩余蒸餾水
131mL90.0mL63.6mL
(6)請(qǐng)計(jì)算出空氣中氧氣含量20.2%(計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù)).
【結(jié)論與反思】(7)通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)探究,選擇bc(填字母)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),可較為
快速地完成實(shí)驗(yàn)并減小實(shí)驗(yàn)誤差.
a.紅磷          b.白磷        c.鐵粉、炭粉、氯化鈉、蒸餾水
【拓展延伸】(8)銅也能與空氣中氧氣、水、二氧化碳反應(yīng)而銹蝕,生成銅綠[銅綠
主要成分為Cu2(OH)2CO3].若將圖3裝置中的粗鐵絲換成足量的銅絲進(jìn)
行實(shí)驗(yàn),請(qǐng)判斷能否比較準(zhǔn)確地測(cè)定空氣中氧氣的含量,并說(shuō)明理由.不能、理由a(填字母).
a.空氣中CO2含量只有約0.03%,銅不能將裝置內(nèi)的氧氣幾乎耗盡
b.銅絲反應(yīng)比鐵絲快
c.反應(yīng)更徹底.

分析 【經(jīng)典賞析】根據(jù)使用汞的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行分析解答;
【實(shí)驗(yàn)回顧】根據(jù)磷和氧氣在點(diǎn)燃的條件下生成五氧化二磷解答;
【進(jìn)行猜想】根據(jù)本探究實(shí)驗(yàn)一般要注意以下幾點(diǎn):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(shù)時(shí)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.
根據(jù)白磷的著火點(diǎn)比紅磷的著火點(diǎn)低解答;
【交流與反思】根據(jù)用鐵絲生銹的方法測(cè)定的主要優(yōu)點(diǎn)裝置內(nèi)殘留的氧氣更少,實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確解答;
【實(shí)驗(yàn)探究2】根據(jù)燒杯內(nèi)蒸餾水減少的體積為氧氣的體積解答;
【結(jié)論與反思】根據(jù)題中信息分析解答;
【拓展延伸】根據(jù)生成銅綠的條件解答.

解答 解:
【經(jīng)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(shí)驗(yàn)裝置如圖1).該實(shí)驗(yàn)中選擇使用汞的優(yōu)點(diǎn)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(nèi)空氣中的氧氣集合耗盡,故選BCD;
【實(shí)驗(yàn)回顧】磷和氧氣在點(diǎn)燃的條件下生成五氧化二磷,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:4P+5O2(diǎn)_2P2O5;其反應(yīng)類(lèi)型為:化合反應(yīng);
【進(jìn)行猜想】實(shí)驗(yàn)中裝置漏氣;所取的紅磷不足(或?qū)嶒?yàn)前沒(méi)有夾彈簧夾、實(shí)驗(yàn)裝置可能未冷卻就打開(kāi)彈簧夾等);
【實(shí)驗(yàn)與交流】小明分別用過(guò)量的紅磷和白磷進(jìn)行該實(shí)驗(yàn),用測(cè)氧氣濃度的傳感器測(cè)得反應(yīng)后裝置內(nèi)氧氣濃度分別為8.85%和3.21%,請(qǐng)從燃燒條件的角度回答產(chǎn)生上述結(jié)果的主要原因白磷的著火點(diǎn)比紅磷的著火點(diǎn)低;
【交流與反思】鐵絲在水、氧氣的條件下很容易生銹,與用紅磷燃燒的方法相比,用鐵絲生銹的方法測(cè)定的主要優(yōu)點(diǎn)及原因:裝置內(nèi)殘留的氧氣更少,實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確;
【實(shí)驗(yàn)探究2】
燒杯內(nèi)蒸餾水減少的體積為氧氣的體積=90mL-63.6mL=26.4mL
空氣中氧氣含量=26.4mL130mL≈20.2%
【結(jié)論與反思】通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)探究,選擇鐵粉、炭粉、氯化鈉和蒸餾水或白磷等物質(zhì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),可較為快速地完成實(shí)驗(yàn)并減小實(shí)驗(yàn)誤差.
【拓展延伸】銅也能與空氣中氧氣、水、二氧化碳反應(yīng)而銹蝕,生成銅綠[銅綠的主要成分為Cu2(OH)2CO3],若將圖3裝置中的粗鐵絲換成足量的銅絲進(jìn)行實(shí)驗(yàn),不能比較準(zhǔn)確地測(cè)定空氣中氧氣的含量,因?yàn)榭諝庵卸趸己考s只有0.03%,銅不能將裝置中的氧氣幾乎耗盡.
答案:
【經(jīng)典賞析】BCD.
【實(shí)驗(yàn)回顧】4P+5O2(diǎn)_2P2O5;化合反應(yīng);
【進(jìn)行猜想】紅磷不足;
【實(shí)驗(yàn)與交流】白磷的著火點(diǎn)比紅磷的著火點(diǎn)低;
【交流與反思】ab;
【實(shí)驗(yàn)探究2】20.2%;
【結(jié)論與反思】bc;
【拓展延伸】不能;a.

點(diǎn)評(píng) 本考點(diǎn)是用紅磷測(cè)定氧氣在空氣中的體積分?jǐn)?shù),屬于實(shí)驗(yàn)方法和過(guò)程的探究.這類(lèi)探究實(shí)驗(yàn)要具體問(wèn)題具體分析,根據(jù)設(shè)計(jì)的步驟中不同的現(xiàn)象去思考、去探究,從而回答題目給出的問(wèn)題.本考點(diǎn)主要出現(xiàn)在填空題和實(shí)驗(yàn)題中.

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