Question

2．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（實驗裝置如圖1），該實驗中選擇使用汞的優(yōu)點有ABC（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）．可用該方法測出氧氣含量常常遠低于21%．
【提出問題】用紅磷燃燒的方法為什么不能準確地測定空氣中氧氣的含量？
【進行猜想】小組同學認為誤差主要有實驗裝置造成，改用如圖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，使瓶內空氣體積為250毫升．
④在燃燒匙內放入足量（填藥品用量）的紅磷，塞緊瓶塞，關閉止水夾，接通電源使電烙鐵發(fā)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65毫升．
（1）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：能夠避免乙中燃燒的紅磷伸入集氣瓶時導致的空氣膨脹外逸，從而減小誤差
（2）根據本實驗數據，計算出空氣中氧氣的體積分數為14%；測量結果與真實值仍有較大差距，查閱資料發(fā)現，引起本實驗的誤差除裝置外，還與可燃物的性質有關．
【拓展延伸】銅也能與空氣中氧氣、水、二氧化碳反應而銹蝕，生成銅綠固體[銅綠的主要成分為Cu₂（OH）₂CO₃]，若用如圖4裝置進行實驗，請判斷能否比較準確地測定空氣中氧氣的含量：不能（填“能”或“不能”）

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】根據用紅磷測定空氣中氧氣含量的注意事項解答
（1）根據不同的實驗裝置，優(yōu)缺點不同．；
（2）根據量筒內水減少的體積為氧氣的體積解答；
【拓展延伸】根據生成銅綠的條件解答．

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ABC；
【進行猜想】
④為了將空氣中的氧氣耗盡，在燃燒匙內放入足量的紅磷，塞緊瓶塞，關閉止水夾，接通電源使電烙鐵發(fā)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65毫升．
（1）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：能夠避免乙中燃燒的紅磷伸入集氣瓶時導致的空氣膨脹外逸，從而減小誤差；
（2）量筒內水減少的體積為氧氣的體積=100mL-65mL=35mL，空氣中氧氣含量=$\frac{35mL}{250mL}×$100%=14%
【拓展延伸】銅也能與空氣中氧氣、水、二氧化碳反應而銹蝕，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行實驗，不能比較準確地測定空氣中氧氣的含量，因為空氣中二氧化碳含量約只有0.03%，銅不能將裝置中的氧氣幾乎耗盡．
答案：
【經典賞析】ABC．
【實驗回顧】④足量；⑤冷卻；
（1）能夠避免乙中燃燒的紅磷伸入集氣瓶時導致的空氣膨脹外逸，從而減小誤差；
（2）14%；
【拓展延伸】不能．

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．