空气中氧气含量测定的探究

空气中氧气含量测定的探究

题一：我们每时每刻都生活在空气的“海洋”里。科学家很早就开始了对空气的研究。

图I 图II

(1)空气主要由________和氧气组成，它们的体积比约为________。

(2)实验室中可用图I所示的装置粗略研究空气的组成。反应的文字表达式是________，红磷燃烧的主要现象为________。

(3)实验结束后此同学发现自己测定的氧气体积分数偏低，你认为造成该误差的可能原因是：(写出两条即可)

①________。②________。

(4)不能用木炭代替红磷进行上述实验的原因是________。

(5)200年前，拉瓦锡用图II所示的装置研究了空气的组成。他把少量汞放在密闭的容器中连续加热，得到了红色的氧化汞粉末，同时钟罩内的汞液面上升。该化学反应的文字表达式是________。汞液面上升的原因是________。

(6)空气在标准状况下的密度是1.29 g/L，以下四种气体中只能用排空气法收集的是________ ，既能用排水法收集，又能用向下排空气法收集的是________。

气体 A B C D

标准状况下密度(g/L)

1

.997

1.42

9

.771

.717

在水中的溶解性可

溶

不

易溶

易

溶

难

溶

题二：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)。

(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. 在汞槽中起到液封的作用

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几乎耗尽

(2)【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________，其反应类型为________。

兴趣小组用该方法测出的氧气含量常常远低于21%。

(3)【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________；

②________，装置内氧气有剩余；

(4)【实验与交流】在老师的指导下，小明分别用过量的红磷(着火点240℃)和白磷(着火点40℃)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。________。

(5)【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天测得的数据计算出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。________(填字母)。a．装置内残留的氧气更少

b．反应更彻底，实验结果更准确

c．铁丝生锈比红磷燃烧反应更快

(6)【实验探究2】为了加快反应速率，小明通过查闻资料，利用铁粉、炭粉、氯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下表：

请计算出空气中氧气含量________(计算结果保留一位小数)。

(7)【结论与反思】通过上述实验探究，选择________(填字母)进行实验，可较为快速地完成实验并减小实验误差。

a．红磷b．白磷c．铁粉、炭粉、氯化钠、蒸馏水

(8)【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。________、理由________(填字母)。

a．空气中CO2含量只有约0.03%，铜不能将装置内的氧气几乎耗尽

b．铜丝反应比铁丝快

c．反应更彻底

题三：在测定空气中氧气含量的实验中，小强采用了下图所示装置：在由注射器和具支试管组成的密闭系统中留有25mL空气，给装有铜粉的具支试管加热，同时缓慢推拉注射器活塞，待注射器活塞稳定后，观察密闭系统内空气体积变化。

(1)在实验加热过程中，具支试管上的小气球作用是________ 。

(2)写出该实验中反应的化学方程式________ 。

(3)小强测得实验结果如下：

反应前装置内气体总体积反应后装置内气体总体积

25 mL 22 mL

由此数据可以推算出他测定的空气中氧气的体积分数________ 21%(填“>”、“＝”、“<”)。造成该实验出现误差的原因可能是________ 。(填序号)①没有推拉注射器活塞；②读数时没有冷却至室温；③加入铜丝量太少；④加入铜丝量太多。

(4)通过上面的实验，你学到的测量空气中氧气含量的方法是________ 。

题四：如图是某同学设计的测定空气中氧气含量的实验装置。在具支试管中铺上一层玻璃棉，用于保护反应管；注射器提前连接好，装入100mL水。实验时，将橡皮塞取下，取一定量的白磷放入具支试管底部的玻璃棉上，塞紧橡皮塞(并用拇指压住)，在试管底部稍微加热，白磷燃烧。

回答下列问题：

(1)待反应结束，装置完全冷却后，注射器内的水进入具支试管的体积约为试管容积的________ 。若进水量偏小，可能的原因是________ 。

(2)整个实验过程中，活塞的运动方向为________ 。

(3)你认为该实验设计的优点是________。

题五：为了探究某脱氧剂的成分(由两种单质组成)及利用该脱氧剂测定空气中氧气含量，兴趣小组进行了如下实验：

Ⅰ探究脱氧剂成分