Question

【題目】空氣中氧氣含量測定的再認(rèn)識(shí)。

【實(shí)驗(yàn)回顧】下圖是實(shí)驗(yàn)室用紅磷燃燒來粗略測定空氣中氧氣含量的裝置。

(1) 寫出紅磷燃燒的文字表達(dá)式_________________________。

(2) 實(shí)驗(yàn)原理：由于紅磷燃燒消耗空氣中的氧氣，使瓶內(nèi)_____減小，燒杯中水倒吸到集氣瓶。若裝置的氣密性良好，操作規(guī)范，用量筒測量進(jìn)入瓶中水的體積，能粗略測得空氣中氧氣的含量。

【問題提出】有實(shí)驗(yàn)資料表明：燃燒過程中當(dāng)氧氣體積分?jǐn)?shù)低于7% 時(shí)，紅磷就無法繼續(xù)燃燒，因此通過上述實(shí)驗(yàn)，測置結(jié)果與理論值誤差較大。

【實(shí)驗(yàn)改進(jìn)】

Ⅰ. 根據(jù)鐵在空氣中生銹的原理設(shè)計(jì)如下圖實(shí)驗(yàn)裝置，再次測定空氣中氧氣含量。裝置中飽和食鹽水、活性炭會(huì)加速鐵生銹，通過鐵生銹來消耗瓶中的氧氣。

Ⅱ.測得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表

【交流表達(dá)】

(1)鐵生銹過程發(fā)生復(fù)雜的緩慢氧化反應(yīng)，首先是鐵與氧氣、水反應(yīng)生成氫氧化亞鐵，

完成該反應(yīng)的文字表達(dá)式： 鐵+ 水+_______= ______________。

(2)根據(jù)表4數(shù)據(jù)計(jì)算，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)后測得的空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)是___________(計(jì)算結(jié)果精確到0.1%)。

(3)從實(shí)驗(yàn)原理角度分析，改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)結(jié)果比前者準(zhǔn)確度更髙的原因是：

①____________________________________________________；

②____________________________________________________。

Answer 1

【答案】 紅磷 + 氧氣五氧化二磷 壓強(qiáng) 氧氣 氫氧化亞鐵 20.2% 鐵的緩慢氧化使集氣瓶中的氧氣消耗更徹底，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確 測量時(shí)考慮到導(dǎo)管容積和扣除內(nèi)容物后的集氣瓶容積，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確

【解析】用紅磷燃燒來粗略測定空氣中氧氣含量的實(shí)驗(yàn)原理：紅磷（白磷）在密閉的容器中燃燒，消耗氧氣，生成白色固體五氧化二磷。密閉容器內(nèi)壓強(qiáng)減小，大氣壓將水壓入容器，通過測定容器中的水的量測定氧氣在空氣中的含量。其他方法原理也類似。

【實(shí)驗(yàn)回顧】

(1) 紅磷在空氣點(diǎn)燃與氧氣發(fā)生反應(yīng)生成五氧化二磷，紅磷燃燒的文字表達(dá)式為：紅磷 + 氧氣五氧化二磷。

(2) 實(shí)驗(yàn)原理：由于紅磷燃燒消耗空氣中的氧氣，使瓶內(nèi)壓強(qiáng)減小，燒杯中水倒吸到集氣瓶。若裝置的氣密性良好，操作規(guī)范，用量筒測量進(jìn)入瓶中水的體積，能粗略測得空氣中氧氣的含量。

【交流表達(dá)】

(1) 鐵生銹過程發(fā)生復(fù)雜的緩慢氧化反應(yīng)，首先是鐵與氧氣、水反應(yīng)生成氫氧化亞鐵，該反應(yīng)的文字表達(dá)式：鐵+ 水+氧氣=氫氧化亞鐵。

(2)根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，瓶中原來的氧氣的體積為80.0-54.5=25.5mL。因此測得的空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)是25.5/126.0*100%=20.2%。

(3)從實(shí)驗(yàn)原理角度分析，改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)結(jié)果比前者準(zhǔn)確度更髙的原因主要有兩個(gè)，一是鐵的緩慢氧化使集氣瓶中的氧氣消耗更徹底，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確，二是測量時(shí)考慮到導(dǎo)管容積和扣除內(nèi)容物后的集氣瓶容積，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確。