内容正文:
一战成名·云南化学
命题点2 空气中氧气含量的测定(7年4考)
一、空气成分的研究
二百多年前,法国化学家 拉瓦锡 利用天平进行定量实验,研究了空气的成分。
1.实验方法及原理:曲颈甑(盛空气)里加热汞。
2.结论:空气主要由氧气和氮气组成,其中氧气约占空气总体积的 ,氮气化学性质不活
泼,不燃烧也不支持燃烧。
二、空气中氧气含量的测定(燃磷法)
1.实验原理:红磷在密闭的集气瓶中燃烧消耗空气中的 氧气 ,生成五氧
化二磷固体,使集气瓶中的压强 减小 ,水在大气压的作用下从烧杯沿
导管进入集气瓶,进入水的体积即为氧气的体积,反应的化学方程式为
。
2.实验装置(如图所示)[2018.23(5)①]
3.实验步骤
(1)连接装置,检查装置气密性(实验需在密闭装置中进行)。
(2)装入足量的红磷,目的是 充分消耗集气瓶内的氧气 。[2019.26(4)①,2017.16D]
(3)在集气瓶内加入少量水,并将水面上方空间分为5等份。
要点解读 集气瓶内加少量水的目的:①吸收红磷燃烧后生成的白色固体(五氧化二磷);
②吸收热量,有助于装置冷却。
(4)
用弹簧夹夹紧胶皮管,防止红磷燃烧时瓶内气体受热沿导管逸出。(2022.17A)
(5)点燃红磷后,应立即伸入集气瓶中并把塞子塞紧,
防止装置内气体受热逸出。
(6)待红磷熄灭,装置冷却至室温后,再打开弹簧夹,防止装置内温度偏高,压强偏大。
4.实验现象
(1)红磷燃烧,放出 热量 ,产生大量的 白烟 。
(2)集气瓶内水面上升约至刻度 1 处。
5.实验结论:空气中氧气约占空气总体积的 。
结论拓展 红磷燃烧后集气瓶内剩余的气体主要是 氮气 ,该气体具有的性质是 不燃
烧也不支持燃烧,且不易溶于水 。
6.实验药品的选择(以下三个条件必须同时满足)(2020.18D)
(1)可燃物能够在空气中燃烧。如:不能用铁丝代替红磷,因为 铁丝在空气中不能燃烧 。
(2)可燃物燃烧时只能与空气中的氧气反应,不能消耗其他气体。如:不能用镁代替红磷,因
为 镁不仅能与空气中的氧气反应,还能与二氧化碳和氮气反应 。
(3)燃烧产物最好是固体而不是气体。如:不能用木炭或硫代替红磷,因为 木炭、硫在空气
中燃烧生成气体 ,会弥补所消耗的氧气的体积,使集气瓶内压强变化不明显。
若用硫代替
红磷,可把水换成NaOH
溶液,实验也能成功。
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7.测量结果误差分析
误差 原因 分析
测量结果偏小(进
入瓶中的水的体积
偏小)
红磷的量不足 氧气未被耗尽
红磷的量不足 装置外的空气进入集气瓶
装置未冷却至 室温 就打开弹簧夹 装置内温度偏高,压强偏大
测量结果偏大(进
入瓶中的水的体积
偏大)
红磷点燃后燃烧匙伸入集气瓶过慢 装置内的气体受热逸出
弹簧夹未夹紧
红磷燃烧时瓶内气体受热沿导
管逸出
8.实验改进
(1)装置创新
①改变点燃方式:将红磷换成白磷,通过光、 电间接点燃密闭装置中的白磷,如图 A、B。优点
是 减小实验误差,操作简单,不污染环境 。
②改变测量方式:C装置根据量筒内液面下降的高度;D装置根据活塞的移动情况。
(2)原理创新
①在密闭容器中,铜丝在加热条件下与氧气反应生成氧化铜(如图E),反复推拉两端注射器
活塞的目的是 使氧气充分反应 。
②用图F装置进行实验,起始时量筒内水面处于50mL刻度处,之后水面缓慢上升,几天后水
面最终处于约 40 (填“40”或“10”)mL刻度处,原因是 铁锈蚀消耗O2,且O2约占空气
总体积的五分之一 。
命题点3 氧气的性质(7年5考)
◆认识氧气
氧气由 氧分子 构成,化学式为 O2 ;氧气是由氧元素组成的 单质 (填“单质”
或“化合物”),属于 纯净物 (填“混合物”或“纯净物”),约占空气总体积的 。
1.物理性质
色、态、味(常温常压下) 密度 溶解性
无色 、 无味 的气体
比空气略 大
(可用向上排空气法收集)
不易 溶于水
(可用排水法收集)
2.氧气的三态变化
气态(无色)
101kPa,
幑 幐帯帯帯帯帯帯
-183℃
液态(淡蓝色)
101kPa,
幑 幐帯帯帯帯帯帯
-218℃
固态(淡蓝色雪花状)
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③2H2O2
MnO
2
2H2O+O2↑
④2H2O
通电
2H2↑+O2↑
⑤2H2+O2
点燃
2H2O(合理即可)
⑥3Fe+2O2
点燃
Fe3O4
⑦2Mg+O2
点燃
2MgO
⑧4Al+3O 2 2Al2O3
⑨Cu+O2
△
CuO
瑏瑠C+O2
点燃
C