解读空气中氧气含量的测定

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  例(2020·北京)某同学利用如图1装置验证了空气中氧气的含量,下列叙述中不正确的是( )。
  A. 实验前需检查装置的气密性
  B. 白磷的作用是消耗试管中的氧气
  C. 白磷熄火、试管冷却后再打开止水夹
  D. 最终量筒中的液面降至约40 mL刻度线处
  答案:D
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  空气中氧气含量的测定:
  1.装置:如图2所示。
  2.原理:红磷燃烧消耗氧气,集气瓶内气压减小,水进入集气瓶中,进入集气瓶中水的体积为集气瓶中减少的氧气的体积;化学方程式为:4P+5O2 [    点燃    ] 2P2O5。
  3.实验步骤:(1)连接仪器,检查装置的气密性;(2)在集气瓶内加入少量水,并将水面上方空间分为5等份;(3)用弹簧夹夹紧胶皮管;(4)点燃燃烧匙内的红磷后,立即伸入集气瓶中并把橡胶塞塞紧,观察红磷燃烧的现象;(5)红磷熄灭后,待装置冷却至室温再打开弹簧夹。
  4.现象:产生大量白烟,放出热量,冷却后打开弹簧夹,烧杯中的水沿导管进入集气瓶,集气瓶中的水面上升,进入集气瓶中水的体积约为原集气瓶水面以上容积的[15]。
  5.结论:氧气约占空气体积的[15];氮气难溶于水,不能燃烧也不支持燃烧。
  6.误差分析:(1)进入集气瓶内的水的体积小于原集气瓶水面以上容积的[15]的原因:①红磷的量不足;②装置漏气;③装置没有冷却到室温,就打开弹簧夹。
  (2)进入集气瓶内的水的体积大于原集气瓶水面以上容积的[15]的原因:①实验前弹簧夹没有夹紧;②燃烧匙伸入集气瓶内速度过慢,没有快速塞紧橡胶塞。
  7.注意事项:不能用硫、木炭、铁丝、镁条等代替红磷,因为硫、木炭燃烧生成气体;铁丝不能在空气中燃烧;镁在空气中点燃能同时与氧气、氮气和二氧化碳反应。若将水换成氢氧化钠溶液,则可用木炭、硫代替红磷。
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