空气组分对化学实验的潜在影响

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1、空气对化学实验的潜在影响李炳刚安徽省定远中学安徽省定远县邮编233200Tel13955039849在有气体参与的定性、定量化学实验中，装置气密性的检查，可燃性气体在加热或点燃前必须验纯是同学们熟知的。初中化学教材关于空气组成有这样的内容，空气的成分按体积分数计算，大约是：j（N2）=78%，j（O2）=21%，稀有气体0.94%，j（CO2）=0.03%，其它气体和杂质0.03%。一般来说，空气的成分是比较稳定的。从近几年高考化学实验命题可以看出，命题者就空气对化学实验的潜在影响之考核，主要可分为两种情况，一是空气中主要成分N2、O2、CO2以及水蒸气对定性、定量化学

2、实验产生的潜在影响，诸如实验的安全性、制备物质的纯度等；二是通过特定装置的处理，把空气中的某种成分转化为化学反应的原料。而忽视空气的存在以及对其分析不全面是造成丢分的主要因素之一。1空气中O2对物质检验产生的影响例1．（98上海高考题）用下列仪器、药品验证由铜和适量浓硝酸反应产生的气体中含NO（仪器可选择使用，N2和O2的用量可自由控制）。已知：①NO+NO2+2OH-→2NO+H2O②气体液化温度：NO221℃NO-152℃例1装置图试回答：（1）仪器的连接顺序（按左→右连接，填各接口的编号）为；（2）反应前先通入N2目的是；（3）确认气体中含NO的现象是；（4）装置

3、F的作用是；（5）如果O2过量，则装置B中发生反应的化学方程式为：。解析：铜和适量浓硝酸反应首先产生NO2，随着硝酸浓度的逐渐减小而产生气体NO气体，根据题给的两个已知条件，命题的意图十分明确，检验NO2中是否存在NO气体，首先使NO2液化而与NO分离，然后使NO与O2混合自发反应生成红棕色NO2气体来验证气体的存在。解答本题的关键是，实验的系统装置中充满的空气必须排尽，因为空气中含21%的O2，否则，会对NO的检验产生干扰。答案：（1）1541011672（10和11可以颠倒）（2）驱赶装置内的空气，防止反应产生的NO被氧化。（3）通人O2后装置（D）中有红棕色气体生

4、成（4）分离NO和NO2(或使NO2液化)（5）4NO2+O2+4NaOH=4NaNO3+2H2O2.空气中的O2、H2O（g）对物质制备产生的影响例2．（2000全国高考题）实验室可用氯气与金属铁反应制备无水三氯化铁，该化合物是棕红色、易潮解，100℃左右时升华。下图是两个学生设计的实验装置、左边的反应装置相同，而右边的产品收集装置则不同，分别如（Ⅰ）和（Ⅱ）所示。试回答：例2装置图（1）B中反应的化学方程式为：（2）D中的反应开始前，需排除装置中的空气，应采取的方法是：（3）D中反应化学方程式为：（4）装置（Ⅰ）的主要缺点是：（5）装置（Ⅱ）的主要缺点是：如果选用此

5、装置来完成实验，则必须采取的改进措施是：解析：要制备纯净的FeCl3，命题者独具匠心地从反应前与反应后空中的O2、H2O（g）可能对制备FeCl3纯度产生影响而展开命题。反应前，装置内的空气若不排尽，氧气与铁反应生成部分铁的氧化物，命题时把空气中的潜在的影响直接化为显性，因而设置排除装置中空气的具体实验方法的问题情境。反应后，设置对产品收集两套装置的主要缺点进行评价，其中对装置II的评价，要求考虑装置外空气中的H2O（g）对FeCl3产生的潜在影响，即水蒸气遇氯化铁发生水解反应致使产品不纯。答案：（1）略（2）B中的反应进行一段时间后，看到黄绿色的气体充满装置，再开始加

6、热。（3）略（4）导管易被产品堵塞，尾气易造成环境污染。（5）在瓶E和F之间连接装有干燥剂的装置。3空气中的CO2对定量实验产生的影响例3．（99年全国高考题）为了测定人体新陈代谢呼出气体中CO2的体积分数，某学生课外小组设计了如下图的实验装置。实验中用过量NaOH溶液吸收气体中的CO2，准确测量瓶I中溶液吸收CO2后的增重及剩余气体的体积（实验时只用嘴吸气和呼气），请填空。(1))图中瓶II的作用是______。(2)对实验装置尚有如下A、B、C、D四种建议合理的是（填代号）______。A.在E处增加CaCl2干燥管B.在F处增加CaCl2干燥管C.在E和F两处增加

7、CaCl2干燥管D.不必增加干燥管(3)将插入溶液的管子下端改成具有多孔的球泡（图中的III），有利于提高实验的准确度，其理由是______。(4)实验时先缓缓吸气，再缓缓呼气，反复若干次，得如下数据：瓶I溶液增重ag，收集到的气体体积（标准状况）为bL，该呼出气体中CO2的体积分数是（列出算式）：。(5)实验中若猛吸猛呼，会造成不安全后果，猛吸例3装置图时会______，猛呼时会______。解析：瓶I、瓶II内空气与导管内的空气构成该实验的封闭体系，该体系内的CO2气体对该定量实验一定产生影响，如何消除这一影响？先看一道题（2004年