【题目】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(装置如图1),通过该实验拉瓦锡得出了空气是由氧气和___(填化学符号)组成。

【实验回顾】

（1）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),兴趣小组用该方法测出的氧气含量常常远低于1/5。其原因可能是：装置漏气；没有冷却到室温就打开弹簧夹；________________；…

（2）红磷在空气中点燃后才放入集气瓶内导致的实验缺陷有：

①测定结果不准确；

②____________________________。

【提出问题】能否设计一套实验装置以解决上述缺陷?

【实验改进】

改进一：兴趣小组同学,设计了如图3所示装置：用一个100mL量筒倒扣在水中,使量筒内外液面均位于40mL处,量筒内浮着一个贴有银片的小木块,银片上放有足量白磷,将整套装置置于垫有石棉网的铁架台的铁圈上加热。一会儿，白磷发生燃烧，燃烧的符号表达式为______________________，量筒内液面上升，冷却后向烧杯内加水直至量筒内外液面相平，读数即可。

改进二：兴趣小组同学又进行了大胆改进,设计图4(选用容积为40mL的试管作反应容器,注射器活塞初始位置为20mL处,注射器空间为20mL,活塞与内壁摩擦力及连接管空间容积忽略不计)实验方案进行，收到了良好的效果。

兴趣小组同学装配好仪器并确认气密性良好后。第一组同学将弹簧夹夹紧橡皮管,给足量的红磷加热,燃烧结束待试管冷却后松开弹簧夹,注射器活塞将从20mL刻度处前移到约为________mL(填整数)刻度处才停止。第二组同学将弹簧夹松开,直接给足量的红磷加热至燃烧，实验过程中塞运动方向为________________,反应完全并冷却后,注射器活塞最终将停留在约为___________mL(填整数)刻度处。

参考答案：

【答案】 N2 红磷量不足（合理即可） 测定结果不准确，污染环境等（合理即可） P+O2P2O5 12mL 先向右，后向左 8mL

【解析】本题考查了测定空中氧气体积分数实验的知识。无论实验装置如何改进，所用实验原理是相同的，解题依然根据燃法测空气中氧气含量原理分析。

【经典赏析】通过该实验拉瓦锡得出了空气是由氧气和氮气组成，氮气的化学式为N2；

【实验回顾】

（1）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），兴趣小组用该方法测出的氧气含量常常远低于1/5，其原因可能是：装置漏气；未等冷却就打开弹簧夹；红磷量不足，装置内氧气有剩余等；

（2）由于红磷在空气中点燃后才放入集气瓶内，会引起氧气受热逸出，五氧化二磷散在空气中，故实验缺陷为：测定结果不准确；污染环境等；

【实验改进】

改进一：白磷燃烧是磷与氧气反应生成五氧化二磷，其表达式为：P+O2P2O5；

改进二：第一组同学将弹簧夹夹紧橡皮管，给足量的红磷加热，燃烧结束待试管冷却后松开弹簧夹，由于只消耗了试管内的氧气，所以氧气的体积是40mL的五分之一，为8mL，注射器活塞将从20mL刻度处前移到约为 12mL刻度处才停止；第二组同学将弹簧夹松开，直接给足量的红磷加热，由于反应放热，所以红磷燃烧后活塞运动方向先向右，然后由于氧气消耗，且温度降低，所以活塞最后向左，由于装置内氧气均被消耗，所以氧气的体积为60mL的五分之一，为12mL，所以反应完全并冷却后，注射器活塞最终将停留在约为 8mL。

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