《2025年启东中学作业本九年级化学上册人教版安徽专版》

17. 空气中含有多少氧气呢？学习小组开展“测定空气里氧气含量”的探究活动。
资料：1. 红磷的着火点是$260℃$，白磷的着火点是$40℃$。
2. 相同的温度和体积下，气体压强与分子数成正比。
3. 相同的温度和压强下，气体体积与分子数成正比。
【史料研究】
二百多年前，化学家拉瓦锡利用汞能和氧气发生反应的原理，采用图1装置测出氧气约占空气体积的$\frac{1}{5}$。
(1)加热时，曲颈甑内液态汞表面产生红色粉末，玻璃钟罩内的现象是汞液面上升，产生该现象的原因是汞与氧气反应，玻璃钟罩内气体减少，气压减小。
【设计与实验】
设计并利用图2装置测量空气里氧气含量。
(2)主要步骤如下，正确的顺序为④①③②（填序号）。
①弹簧夹夹紧皮管
②红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹
③点燃红磷后立即伸入瓶中并塞紧塞子
④在集气瓶中加入少量水，将水面上方空间分成5等份
(3)实验结束，集气瓶中剩余气体的主要成分是氮气。
【优化与实验】
同学们利用图2装置多次实验，水面均未上升到刻度“1”。经讨论后，分别取足量红磷、白磷采用图3装置进行实验，记录并处理数据分别如图4、图5。
(4)图4中氧气含量从$8.05\%$上升到$9.26\%$，原因可能是反应结束后，温度下降，气体逐渐混合均匀(合理即可)。
(5)图5中BC段压强增大，原因是反应刚开始，温度升高对压强的影响比气体减少对压强的影响大。
【反思与交流】
(6)图2实验水面未达到刻度“1”，原因是装置中的氧气未消耗完。红磷燃烧不能将氧气消耗完的主要原因是反应一段时间后，氧气浓度下降到一定程度，燃烧放出的热量减少，温度降低到红磷着火点以下，红磷熄灭(合理即可)。
(7)上述实验中汞、白磷和五氧化二磷有毒，对环境“不友好”。结合实验原理和试剂弊端，可选择的替代试剂有铜粉(合理即可)（写一种）。

答案： 17.
(1)汞液面上升 汞与氧气反应，玻璃钟罩内气体减少，气压减小
(2)④①③②
(3)氮气
(4)反应结束后，温度下降，气体逐渐混合均匀(合理即可)
(5)反应刚开始，温度升高对压强的影响比气体减少对压强的影响大
(6)反应一段时间后，氧气浓度下降到一定程度，燃烧放出的热量减少，温度降低到红磷着火点以下，红磷熄灭(合理即可)
(7)铜粉(合理即可)