資源簡介

氧氣含量測定
例1 關(guān)于測定空氣中氧氣含量的實驗，下列說法正確的是( )
A.實驗前止水夾沒有夾緊
B.將紅磷換成木炭進行實驗
C.待裝置冷卻至室溫后，再打開止水夾
D.點燃紅磷緩慢伸入集氣瓶中后，再塞緊瓶塞
例2 測定空氣里氧氣含量的實驗裝置和步驟如下：（已完成裝置氣密性檢查）
①在集氣瓶內(nèi)加入少量水，并將水面上方空間分為5等份；
②用彈簧夾夾緊膠皮管；
③點燃燃燒匙內(nèi)的紅磷后，立即伸入瓶中并把塞子塞緊，觀察現(xiàn)象；
④紅磷熄滅后，立即打開彈簧夾，觀察現(xiàn)象。
其中有錯誤的實驗步驟是( )
A.① B.② C.③ D.④
例3 測定空氣中氧氣含量的實驗裝置如圖所示：下列有關(guān)說法正確的是（ ）
A.燃燒匙中的紅磷可以換成硫或木炭
B.選用紅磷是因為反應(yīng)只消耗O2，生成固態(tài)的P2O5
C.裝置內(nèi)水位不會發(fā)生變化
D.本實驗可以證明空氣含有Ｎ2、O2、CO2和稀有氣體
例4 用圖示裝置粗略測量空氣中氧氣的含量，下列敘述錯誤的是( )
A.硫燃燒消耗集氣瓶中的氧氣
B.火焰熄滅后立即打開止水夾
C. 進入瓶中的溶液容易吸收SO2
D.最終約有50 mL溶液進入集氣瓶
例5 化學(xué)興趣小組設(shè)計如圖所示的裝置測定空氣中氧氣的含量，膠頭滴管中的水滴入生石灰一段時間后，試管內(nèi)的白磷(白磷的著火點為40℃)開始燃燒，待白磷熄滅并冷卻至室溫后打開彈簧夾。下列關(guān)于該實驗的說法錯誤的是( )
A.試管中的細(xì)沙可防止試管炸裂
B.膠頭滴管中的水和注射器中的水作用相同
C.若實驗測得氧氣的體積分?jǐn)?shù)偏低，可能是試管中白磷的量不足
D.若注射器中的水最終減少了10mL，說明空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)約為20%
例6 如圖是測定空氣中氧氣含量的實驗。對該實驗的認(rèn)識不正確的是( )
A.要等到裝置冷卻至室溫后再讀數(shù)，否則測定結(jié)果偏小
B.該實驗中的銅粉換成鐵粉無法達到實驗?zāi)康?br/>C.將裝置1中的氣球更換為注射器（見裝置2），可使空氣與銅粉接觸更充分，數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確
D.正確操作情況下，反應(yīng)消耗氧氣的體積應(yīng)該是反應(yīng)前注射器內(nèi)氣體和玻璃管內(nèi)氣體體積總和的
例7 圖乙裝置是測定空氣中氧氣含量的改進裝置（電熱絲通電引燃紅磷），與甲裝置相比，改進后的優(yōu)點是____________。實驗結(jié)束后觀察到從燒杯中進入集氣瓶內(nèi)的水的體積仍明顯小于瓶內(nèi)原空氣體積的，請分析可能的原因____________（至少答出兩點）。
例8 為提高測定空氣中氧氣含量實驗的精確度，科學(xué)興趣小組對課本實驗進行了創(chuàng)新改進。
【實驗步驟】
①取一根玻璃管，用橡皮塞將一端密封；
②將食品脫氧劑粉末迅速裝入玻璃管，立即向管口注入一滴水將玻璃管密封，水滴的下端標(biāo)為A。彈動玻璃管使脫氧劑粉末分布均勻且緊密，脫氧劑的上端標(biāo)為O，如圖甲所示；
③水平滾動玻璃管，使食品脫氧劑粉末平鋪在玻璃管中。靜置至水滴不再移動時，水滴的右端標(biāo)為B，如圖乙所示；
④用刻度尺測量出AO段和AB段的長度，并計算出AB與AO的比值，將數(shù)據(jù)記錄在表格中；
⑤洗滌、干燥實驗裝置，重復(fù)上述實驗。
實驗次數(shù) AO/mm AB/mm AB / AO
1 523.5 109.5 0.2092
2 525.5 110.0 0.2093
3 527.0 110.5 0.2097
【得出結(jié)論】根據(jù)表格中的實驗數(shù)據(jù)，可知空氣中氧氣含量為________。（用百分?jǐn)?shù)表示）
【思考討論】
①實驗步驟③中，將食品脫氧劑粉末平鋪在玻璃管中的目的是________。
②實驗步驟②中，如果玻璃管內(nèi)的脫氧劑粉末分布不夠緊密，會使實驗結(jié)果偏大，其原因是________。
例9 甲、乙、丙三個實驗小組分別利用2g銅粉 “測定空氣中氧氣的含量”，實驗裝置如圖。課外興趣小組為研究實驗中銅粉的氧化情況，又進行以下實驗：
①興趣小組將甲、乙、丙三個實驗小組硬質(zhì)玻璃管中的殘留固體全部取出，稱量后，置于燒杯中；
②在燒杯中加入足量稀硫酸使之充分反應(yīng)，將剩余固體過濾、洗滌、干燥、稱量；相關(guān)數(shù)據(jù)見下表：
甲組 乙組 丙組
反應(yīng)前固體質(zhì)量 2.016g 2.016g 2.024g
反應(yīng)后固體質(zhì)量 1.936g 1.936g 1.904g
（1）燒杯中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________。
（2）甲、乙兩組實驗數(shù)據(jù)相同，殘留固體中氧化銅的質(zhì)量為____________，丙組殘留固體中氧化銅的質(zhì)量為___________。
（3）興趣小組通過分析數(shù)據(jù)得出：甲、乙兩組實驗數(shù)據(jù)更接近實際空氣中氧氣的含量，丙組差異較大。你認(rèn)為丙組在“測定空氣中氧氣的含量”實驗中，可能存在的操作失誤是_________。
例10 建構(gòu)合理的思維模型，既能促進深度學(xué)習(xí)又能提高思維品質(zhì)。小科建構(gòu)了“兩組份混合物含量測定”的思維模型。
運用該模型對教材中“測定空氣中氧氣含量”的實驗進行了再探究：忽略含量很低的其它物質(zhì)，空氣可以看成由氮氣和氧氣組成的兩份混合物。
【探究一】根據(jù)沸點低的組份先汽化的性質(zhì)，測定混合物中某組份的含量。
（1）將空氣轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)空氣，液氮先汽化。從建模角度分析，該操作屬于上述思維模型中的__________。
【探究二】根據(jù)混合物中某組份發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，測定混合物中某組份的含量。
（2）按圖甲裝置測定空氣中氧氣含量時，止水夾最合理的打開時間是___________（填“反應(yīng)剛結(jié)束時”或“冷卻到室溫時”）。
【交流評價】
（3）已知：在氧氣不充足時，碳與氧氣反應(yīng)生成一氧化碳，一氧化碳不溶于水且不與堿反應(yīng)。小科用足量木炭替換紅磷，等體積氫氧化鈉濃溶液替換集氣瓶中的水，規(guī)范操作后，測得的氧氣含量將_______（填“偏大”、“偏小”或“不變”）。
【繼續(xù)探究】
運用上述思維模型，小科又設(shè)計了圖乙的實驗裝置，其“測定空氣中氧氣含量”的原理是_________。
例11 某興趣小組開展“測定密閉容器中某種氣體的體積分?jǐn)?shù)”的探究實驗。
【實驗 1】按圖 1 所示裝置，用紅磷燃燒的方法測定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)。
【實驗 2】按圖 2 所示裝置，在集氣瓶內(nèi)壁用水均勻涂附鐵粉除氧劑(其中輔助成分不干擾實驗)，利用鐵銹蝕原理測定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)。
(1)實驗 1 中，紅磷燃燒的主要現(xiàn)象是___________。紅磷熄滅后，集氣瓶冷卻至室溫，打開 K，水能倒吸入集氣瓶的原因是___________。
(2)為提高實驗的準(zhǔn)確性，以上兩個實驗都需要注意的事項是___________(寫一點)。
(3)實驗過程中，連接數(shù)字傳感器，測得實驗 1、實驗 2 中氧氣的體積分?jǐn)?shù)隨時間變化的關(guān)系分別如圖 3、圖 4 所示。依據(jù)圖 3、圖 4 信息，___________(填“實驗 1”或“實驗 2")的測定方法更準(zhǔn)確，判斷依據(jù)是___________。
(4)結(jié)合你的學(xué)習(xí)經(jīng)驗，若要尋找紅磷或鐵粉除氧劑的替代物。用圖 1 或圖 2 裝置測定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)，該替代物應(yīng)滿足的條件是___________、___________ (寫兩點)。
【實驗 3】測定用排空氣法收集到的集氣瓶中二氧化碳的體積分?jǐn)?shù)。
(5)甲同學(xué)設(shè)計圖 5 所示裝置進行測定。濃 NaOH 溶液的作用是___________(用化學(xué)方程式表示)。
(6)乙同學(xué)提出，僅利用圖 6 所示裝置，在不添加其他試劑的前提下，也能測得集氣瓶中二氧化碳的體積分?jǐn)?shù)。為達到實驗?zāi)康模僮鞣椒ㄊ莀__________。
答案和解析
例1 關(guān)于測定空氣中氧氣含量的實驗，下列說法正確的是( )
A.實驗前止水夾沒有夾緊
B.將紅磷換成木炭進行實驗
C.待裝置冷卻至室溫后，再打開止水夾
D.點燃紅磷緩慢伸入集氣瓶中后，再塞緊瓶塞
解析 實驗前止水夾沒有夾緊，會漏氣，導(dǎo)致測量不準(zhǔn)確，A錯誤；若將紅磷換成炭粉，碳燃燒生成二氧化碳?xì)怏w，瓶內(nèi)壓強不變，該實驗不能獲得成功，B錯誤；待裝置冷卻至室溫后，再打開止水夾，否則會影響測量結(jié)果的準(zhǔn)確性，C正確；點燃紅磷后緩慢將燃燒匙插入瓶中，導(dǎo)致集氣瓶中部分氣體膨脹逸出，D錯誤。
答案 C
例2 測定空氣里氧氣含量的實驗裝置和步驟如下：（已完成裝置氣密性檢查）
①在集氣瓶內(nèi)加入少量水，并將水面上方空間分為5等份；
②用彈簧夾夾緊膠皮管；
③點燃燃燒匙內(nèi)的紅磷后，立即伸入瓶中并把塞子塞緊，觀察現(xiàn)象；
④紅磷熄滅后，立即打開彈簧夾，觀察現(xiàn)象。
其中有錯誤的實驗步驟是( )
A.① B.② C.③ D.④
解析 在集氣瓶內(nèi)加入少量水，防止熱的生成物落到瓶底，使瓶底受熱不均而炸裂；因為氧氣體積約占空氣體積五分之一的，為了觀察水進入瓶中的體積，將水面上方空間分為5等份，①正確；用彈簧夾夾緊膠皮管，防止膠皮管漏氣，②正確；點燃燃燒匙內(nèi)的紅磷后，立即伸入瓶中并把塞子塞緊，防止紅磷燃燒放熱使氣體逸出，減少實驗誤差，③正確；紅磷熄滅后，沒有冷卻至室溫就打開彈簧夾，進入集氣瓶中水的體積會小于五分之一，④錯誤。
答案 D
例3 測定空氣中氧氣含量的實驗裝置如圖所示：下列有關(guān)說法正確的是（ ）
A.燃燒匙中的紅磷可以換成硫或木炭
B.選用紅磷是因為反應(yīng)只消耗O2，生成固態(tài)的P2O5
C.裝置內(nèi)水位不會發(fā)生變化
D.本實驗可以證明空氣含有Ｎ2、O2、CO2和稀有氣體
解析 燃燒匙中的紅磷不可以換成硫或木炭，硫或木炭燃燒生成氣體，裝置中氣壓不變，裝置中液面不會上升，無法測定氧氣體積分?jǐn)?shù)，A錯誤；選用紅磷是因為磷只消耗O2不和氮氣反應(yīng)，生成固態(tài)的P2O5沒有生成新的氣體，B正確；紅磷燃燒消耗氧氣，沒有生成新的氣體，裝置中氣壓下降，在大氣壓作用下，液面上升，裝置內(nèi)水位會發(fā)生變化，C錯誤；本實驗不可以證明空氣含有CO2和稀有氣體，D錯誤。
答案 B
例4 用圖示裝置粗略測量空氣中氧氣的含量，下列敘述錯誤的是( )
A.硫燃燒消耗集氣瓶中的氧氣
B.火焰熄滅后立即打開止水夾
C. 進入瓶中的溶液容易吸收SO2
D.最終約有50 mL溶液進入集氣瓶
解析 硫燃燒，能消耗集氣瓶中的氧氣，A正確；火焰熄滅后不能立即打開止水夾，因為此時剩余的氣體在受熱狀態(tài)下，處于膨脹狀態(tài)，占據(jù)了部分水的體積，B錯誤；氫氧化鈉溶液能吸收二氧化硫，使瓶內(nèi)壓強減小，進入瓶中的溶液容易吸收SO2，C正確；氧氣約占空氣總體積的五分之一，集氣瓶的容積為250mL，則最終約有50mL溶液進入集氣瓶，D正確。
答案 B
例5 化學(xué)興趣小組設(shè)計如圖所示的裝置測定空氣中氧氣的含量，膠頭滴管中的水滴入生石灰一段時間后，試管內(nèi)的白磷(白磷的著火點為40℃)開始燃燒，待白磷熄滅并冷卻至室溫后打開彈簧夾。下列關(guān)于該實驗的說法錯誤的是( )
A.試管中的細(xì)沙可防止試管炸裂
B.膠頭滴管中的水和注射器中的水作用相同
C.若實驗測得氧氣的體積分?jǐn)?shù)偏低，可能是試管中白磷的量不足
D.若注射器中的水最終減少了10mL，說明空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)約為20%
解析 白磷燃燒會發(fā)出熱量，為防止試管炸裂，可在試管底部放少量細(xì)沙，將白磷放在細(xì)沙上，A正確。生石灰遇水會放出大量熱，向燒杯中加水是為了提高燒杯內(nèi)的溫度，從而達到白磷的著火點；注射器中的水是用于推斷消耗的氧氣的體積，作用不同，B說法錯誤。若白磷不足就不能將試管中的氧氣完全耗盡，導(dǎo)致實驗測得氧氣的體積分?jǐn)?shù)偏低，C正確。若注射器中的水最終減少了10mL，這就是消耗的氧氣的體積，說明空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)為=20%，D正確。
答案 B
例6 如圖是測定空氣中氧氣含量的實驗。對該實驗的認(rèn)識不正確的是( )
A.要等到裝置冷卻至室溫后再讀數(shù)，否則測定結(jié)果偏小
B.該實驗中的銅粉換成鐵粉無法達到實驗?zāi)康?br/>C.將裝置1中的氣球更換為注射器（見裝置2），可使空氣與銅粉接觸更充分，數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確
D.正確操作情況下，反應(yīng)消耗氧氣的體積應(yīng)該是反應(yīng)前注射器內(nèi)氣體和玻璃管內(nèi)氣體體積總和的
解析 停止加熱后，待裝置冷卻后再讀數(shù)，否則此時剩余的氣體在受熱狀態(tài)下，處于膨脹狀態(tài)，會導(dǎo)致測定結(jié)果偏小，A正確；在加熱的條件下，鐵也能與空氣中的氧氣反應(yīng)生成鐵的固體氧化物，因此該實驗中的銅粉換成鐵粉也能達到實驗?zāi)康模珺錯誤；將裝置1中的氣球更換為注射器，可使裝置內(nèi)的空氣充分流通，使空氣與銅粉接觸更充分，數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確，C正確；正確操作情況下，反應(yīng)結(jié)束后，消耗的氧氣的總體積應(yīng)該是反應(yīng)前注射器內(nèi)氣體和玻璃管內(nèi)氣體體積總和的，D正確。
答案 B
例7 圖乙裝置是測定空氣中氧氣含量的改進裝置（電熱絲通電引燃紅磷），與甲裝置相比，改進后的優(yōu)點是____________。實驗結(jié)束后觀察到從燒杯中進入集氣瓶內(nèi)的水的體積仍明顯小于瓶內(nèi)原空氣體積的，請分析可能的原因____________（至少答出兩點）。
解析 圖乙裝置通過電熱絲通電來引燃紅磷，與甲裝置相比，改進后的優(yōu)點是：裝置嚴(yán)密，提高測量結(jié)果的準(zhǔn)確度；操作簡便；減少污染等。實驗結(jié)束后觀察到從燒杯中進入集氣瓶內(nèi)的水的體積仍明顯小于瓶內(nèi)原空氣體積的，可能的原因是：裝置的氣密性差；紅磷量不足；裝置未冷卻到室溫就打開止水夾等。
答案 提高測量結(jié)果的準(zhǔn)確度；操作簡便；減少污染等（答出一點，答案合理即可） 裝置的氣密性差；紅磷量不足；裝置未冷卻到室溫就打開止水夾（至少答出兩點，答案合理即可）
例8 為提高測定空氣中氧氣含量實驗的精確度，科學(xué)興趣小組對課本實驗進行了創(chuàng)新改進。
【實驗步驟】
①取一根玻璃管，用橡皮塞將一端密封；
②將食品脫氧劑粉末迅速裝入玻璃管，立即向管口注入一滴水將玻璃管密封，水滴的下端標(biāo)為A。彈動玻璃管使脫氧劑粉末分布均勻且緊密，脫氧劑的上端標(biāo)為O，如圖甲所示；
③水平滾動玻璃管，使食品脫氧劑粉末平鋪在玻璃管中。靜置至水滴不再移動時，水滴的右端標(biāo)為B，如圖乙所示；
④用刻度尺測量出AO段和AB段的長度，并計算出AB與AO的比值，將數(shù)據(jù)記錄在表格中；
⑤洗滌、干燥實驗裝置，重復(fù)上述實驗。
實驗次數(shù) AO/mm AB/mm AB / AO
1 523.5 109.5 0.2092
2 525.5 110.0 0.2093
3 527.0 110.5 0.2097
【得出結(jié)論】根據(jù)表格中的實驗數(shù)據(jù)，可知空氣中氧氣含量為________。（用百分?jǐn)?shù)表示）
【思考討論】
①實驗步驟③中，將食品脫氧劑粉末平鋪在玻璃管中的目的是________。
②實驗步驟②中，如果玻璃管內(nèi)的脫氧劑粉末分布不夠緊密，會使實驗結(jié)果偏大，其原因是________。
解析 【得出結(jié)論】根據(jù)上述實驗結(jié)果，計算三次平均值，即空氣中氧氣含量=(0.2092+0.2093+0.2097)/3×100%=20.94%。【思考討論】①將食品脫氧劑粉末平鋪在玻璃管中，增大了粉末與氣體的接觸面積，使脫氧劑粉末與氧氣充分接觸，保證反應(yīng)充分進行，使實驗結(jié)果更為準(zhǔn)確。 ②如果玻璃管內(nèi)的脫氧劑粉末分布不夠緊密，造成粉末內(nèi)部存在間隙，使得初始?xì)怏w體積變小，而當(dāng)吸收氧氣完成后，粉末緊密分布，造成吸收氣體體積增大的現(xiàn)象，所以導(dǎo)致測試結(jié)果偏大。
答案 【得出結(jié)論】20.94%
【思考討論】①增大接觸面積，使氧氣被脫氧劑粉末充分吸收 ②粉末分布不夠緊密，會使空氣混入粉末間隙內(nèi)，造成初始?xì)怏w體積變小，而實驗結(jié)束時，粉末緊密分布，使吸收氣體的體積變大，導(dǎo)致最終實驗結(jié)果偏大
例9 甲、乙、丙三個實驗小組分別利用2g銅粉 “測定空氣中氧氣的含量”，實驗裝置如圖。課外興趣小組為研究實驗中銅粉的氧化情況，又進行以下實驗：
①興趣小組將甲、乙、丙三個實驗小組硬質(zhì)玻璃管中的殘留固體全部取出，稱量后，置于燒杯中；
②在燒杯中加入足量稀硫酸使之充分反應(yīng)，將剩余固體過濾、洗滌、干燥、稱量；相關(guān)數(shù)據(jù)見下表：
甲組 乙組 丙組
反應(yīng)前固體質(zhì)量 2.016g 2.016g 2.024g
反應(yīng)后固體質(zhì)量 1.936g 1.936g 1.904g
（1）燒杯中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________。
（2）甲、乙兩組實驗數(shù)據(jù)相同，殘留固體中氧化銅的質(zhì)量為____________，丙組殘留固體中氧化銅的質(zhì)量為___________。
（3）興趣小組通過分析數(shù)據(jù)得出：甲、乙兩組實驗數(shù)據(jù)更接近實際空氣中氧氣的含量，丙組差異較大。你認(rèn)為丙組在“測定空氣中氧氣的含量”實驗中，可能存在的操作失誤是_________。
解析 (1)稀硫酸可以與殘留固體中的氧化銅反應(yīng)，生成硫酸銅和水。(2)銅在空氣中受熱，生成氧化銅，氧化銅與稀硫酸能發(fā)生反應(yīng)，而銅不能與稀硫酸反應(yīng)，因此，由表可知，反應(yīng)前的固體包括銅和氧化銅，反應(yīng)后的固體只有銅。甲、乙兩組實驗數(shù)據(jù)相同，殘留固體中氧化銅的質(zhì)量=2.016g-1.936g=0.08g，丙組殘留固體中氧化銅的質(zhì)量=2.024g-1.904g=0.12g。(3)測定空氣中氧氣含量的實驗過程中要不斷推拉注射器的活塞目的是使裝置中的氧氣充分與銅粉接觸，完全反應(yīng)，如果實驗過程中，有空氣進入裝置，會使與銅粉反應(yīng)的氧氣偏多，生成的氧化銅偏大，由(2)可知，丙組殘留固體中氧化銅的質(zhì)量多于甲、乙兩組。
答案 （1）CuO+H2SO4=CuSO4+H2O （2）0.08g 0.12g （3）裝置漏氣
例10 建構(gòu)合理的思維模型，既能促進深度學(xué)習(xí)又能提高思維品質(zhì)。小科建構(gòu)了“兩組份混合物含量測定”的思維模型。
運用該模型對教材中“測定空氣中氧氣含量”的實驗進行了再探究：忽略含量很低的其它物質(zhì)，空氣可以看成由氮氣和氧氣組成的兩份混合物。
【探究一】根據(jù)沸點低的組份先汽化的性質(zhì)，測定混合物中某組份的含量。
（1）將空氣轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)空氣，液氮先汽化。從建模角度分析，該操作屬于上述思維模型中的__________。
【探究二】根據(jù)混合物中某組份發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，測定混合物中某組份的含量。
（2）按圖甲裝置測定空氣中氧氣含量時，止水夾最合理的打開時間是___________（填“反應(yīng)剛結(jié)束時”或“冷卻到室溫時”）。
【交流評價】
（3）已知：在氧氣不充足時，碳與氧氣反應(yīng)生成一氧化碳，一氧化碳不溶于水且不與堿反應(yīng)。小科用足量木炭替換紅磷，等體積氫氧化鈉濃溶液替換集氣瓶中的水，規(guī)范操作后，測得的氧氣含量將_______（填“偏大”、“偏小”或“不變”）。
【繼續(xù)探究】
運用上述思維模型，小科又設(shè)計了圖乙的實驗裝置，其“測定空氣中氧氣含量”的原理是_________。
解析 （1）將空氣轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)空氣，液氮的沸點低先汽化，從混合物中分離出來，并沒有轉(zhuǎn)化為新的物質(zhì)，因此從模角度分析，該操作屬于上述思維模型中的分離轉(zhuǎn)移。(2)為了使測量結(jié)果更準(zhǔn)確，裝置內(nèi)的壓強差最大，因此應(yīng)等集氣瓶冷卻至室溫后才打開止水夾。(3)從題目中所給的信息，小科用足量木炭替換紅磷，等體積氫氧化鈉濃溶液替換集氣瓶中的水，是通過碳與氧氣反應(yīng)生成二氧化碳，然后用氫氧化鈉溶液吸收生成的二氧化碳，從而達到測定空氣中氧氣含量的目的，但木炭燃過程中隨著反應(yīng)的進行，氧氣越來越少，在氧氣不充足時，碳與氧氣反應(yīng)生成一氧化碳，一氧化碳不溶于水且不與堿反應(yīng)，因此生成的氣體不能被全部吸收，故測得的氧氣含量將偏小。(4)圖乙裝置中，測定空氣中氧氣含量的原理是銅和裝置中的氧氣反應(yīng)，生成氧化銅固體，裝置內(nèi)的氣體冷卻到室溫時注射器內(nèi)減少的體積即為裝置內(nèi)氧氣的體積，氧氣的體積與反應(yīng)前裝置內(nèi)的總體積之比即為氧氣的含量。
答案 （1）分離轉(zhuǎn)移 （2）冷卻到室溫時 （3）偏小 （4）銅和裝置中的氧氣反應(yīng)，生成氧化銅固體，裝置內(nèi)的氣體冷卻到室溫時，注射器內(nèi)減少的體積即為裝置內(nèi)氧氣的體積，氧氣的體積與反應(yīng)前裝置內(nèi)的總體積之比即為氧氣的含量
例11 某興趣小組開展“測定密閉容器中某種氣體的體積分?jǐn)?shù)”的探究實驗。
【實驗 1】按圖 1 所示裝置，用紅磷燃燒的方法測定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)。
【實驗 2】按圖 2 所示裝置，在集氣瓶內(nèi)壁用水均勻涂附鐵粉除氧劑(其中輔助成分不干擾實驗)，利用鐵銹蝕原理測定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)。
(1)實驗 1 中，紅磷燃燒的主要現(xiàn)象是___________。紅磷熄滅后，集氣瓶冷卻至室溫，打開 K，水能倒吸入集氣瓶的原因是___________。
(2)為提高實驗的準(zhǔn)確性，以上兩個實驗都需要注意的事項是___________(寫一點)。
(3)實驗過程中，連接數(shù)字傳感器，測得實驗 1、實驗 2 中氧氣的體積分?jǐn)?shù)隨時間變化的關(guān)系分別如圖 3、圖 4 所示。依據(jù)圖 3、圖 4 信息，___________(填“實驗 1”或“實驗 2")的測定方法更準(zhǔn)確，判斷依據(jù)是___________。
(4)結(jié)合你的學(xué)習(xí)經(jīng)驗，若要尋找紅磷或鐵粉除氧劑的替代物。用圖 1 或圖 2 裝置測定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)，該替代物應(yīng)滿足的條件是___________、___________ (寫兩點)。
【實驗 3】測定用排空氣法收集到的集氣瓶中二氧化碳的體積分?jǐn)?shù)。
(5)甲同學(xué)設(shè)計圖 5 所示裝置進行測定。濃 NaOH 溶液的作用是___________(用化學(xué)方程式表示)。
(6)乙同學(xué)提出，僅利用圖 6 所示裝置，在不添加其他試劑的前提下，也能測得集氣瓶中二氧化碳的體積分?jǐn)?shù)。為達到實驗?zāi)康模僮鞣椒ㄊ莀__________。
解析 (1)實驗1中，紅磷燃燒發(fā)生黃色火焰，放出熱量，產(chǎn)生大量的白煙。紅磷燃燒，氧氣被消耗，集氣瓶內(nèi)氣體壓強小于大氣壓，待裝置冷卻至室溫，打開K，水能倒吸入集氣瓶。(2)用紅磷燃燒和鐵銹蝕原理來測定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)時，都要在密閉的裝置中進行，因此為提高實驗的準(zhǔn)確性，兩個實驗都需要注意的事項是裝置的氣密性要良好；為了將裝置內(nèi)的氧氣完全耗盡，紅磷和鐵粉除氧劑都要過量。(3)依據(jù)圖3、圖4信息可知，反應(yīng)后，實驗1集氣瓶內(nèi)剩余氧氣的體積分?jǐn)?shù)是8.6%，實驗2集氣瓶內(nèi)的氧氣幾乎被耗盡，因此實驗2的測定方法更準(zhǔn)確。(4)用圖1或圖2裝置測定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)，紅磷或鐵粉除氧劑的替代物應(yīng)滿足的條件是能夠和氧氣反應(yīng)，生成物不影響測定結(jié)果。(5)二氧化碳與氫氧化鈉反應(yīng)生成了碳酸鈉和水，化學(xué)方程式是2NaOH+CO2= Na2CO3+H2O。(6)由于密封裝置內(nèi)氣體的壓強隨溫度的降低而減小，為達到實驗?zāi)康模僮鞣椒ㄊ怯帽鋮s集氣瓶，打開K，瓶內(nèi)為溫度降低，壓強減小，氫氧化鈉溶液被吸入，吸收了二氧化碳，可以測定出集氣瓶中二氧化碳的體積分?jǐn)?shù)。
答案 (1)產(chǎn)生大量白煙(或“黃色火焰”“放熱”等合理答案) 氧氣被消耗，集氣瓶內(nèi)氣體壓強小于大氣壓 (2)裝置的氣密性良好(或“紅磷和鐵粉除氧劑足量”等其他合理答案) (3)實驗 2 反應(yīng)后，實驗 1集氣瓶中剩余氧氣的體積分?jǐn)?shù)為 8.6%，而實驗 2集氣瓶中氧氣幾乎耗盡 (4)能夠和氧氣反應(yīng)、生成物不影響測定結(jié)果(或其他合理答案) (5)2NaOH+CO2= Na2CO3+H2O (6)用冰水冷卻集氣瓶，打開 K(或其他合理答案)

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