Question

7．空氣中氧氣含量測定的再認識．
【實驗回顧】如圖1是實驗室用紅磷燃燒來粗略測定空氣中氧氣含量的裝置．

（1）寫出紅磷燃燒的化學(xué)方程式4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅．
（2）實驗原理：由于紅磷燃燒消耗空氣中的氧氣，使瓶內(nèi)壓強減小，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】有實驗資料表明：燃燒過程中當(dāng)氧氣體積分?jǐn)?shù)低于7%時，紅磷就無法繼續(xù)燃燒，因此通過上述實驗，測量結(jié)果與理論值誤差較大．
【實驗改進】
Ⅰ．根據(jù)鐵在空氣中生銹的原理設(shè)計如圖2實驗裝置，再次測定空氣中氧氣含量．裝置中飽和食鹽水、活性炭會加速鐵生銹．
Ⅱ．測得實驗數(shù)據(jù)如表

測量項目	實驗前	實驗后
	燒杯中水的體積	燒杯中剩余水的體積	集氣瓶（扣除內(nèi)容物）和導(dǎo)管的容積
體積/mL	80.0	54.5	126.0

【交流表達】
（1）鐵生銹過程發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，首先是鐵與氧氣、水反應(yīng)生成氫氧化亞鐵[Fe（OH）₂]，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式2Fe+O₂+2H₂O=2Fe（OH）₂．
（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)計算，改進實驗后測得的空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)是20.2%（計算結(jié)果精確到0.1%）．
（3）從實驗原理角度分析，改進后的實驗結(jié)果比前者精確度更高的原因是：①氧氣完全反應(yīng)；②避免了燃燒匙伸入集氣瓶中時導(dǎo)致的空氣外逸．

Answer 1

分析 紅磷在空氣中燃燒生成五氧化二磷；
根據(jù)表中提供的數(shù)據(jù)可以計算空氣中氧氣的含量；
根據(jù)反應(yīng)物、生成物、反應(yīng)條件及其質(zhì)量守恒定律可以書寫反應(yīng)的化學(xué)方程式；
不同的實驗裝置，優(yōu)缺點不同．

解答 解：【實驗回顧】
（1）紅磷燃燒生成五氧化二磷，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅．
故填：4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅．
（2）實驗原理：由于紅磷燃燒消耗空氣中的氧氣，使瓶內(nèi)壓強減小，燒杯中水倒吸到集氣瓶．若裝置的氣密性良好，操作規(guī)范，用量筒測量進入瓶中水的體積，能粗略測得空氣中氧氣的含量．
故填：壓強．
【交流表達】
（1）鐵與氧氣、水反應(yīng)生成氫氧化亞鐵[Fe（OH）₂]，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Fe+O₂+2H₂O=2Fe（OH）₂．
故填：2Fe+O₂+2H₂O=2Fe（OH）₂．
（2）改進實驗后測得的空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)為：$\frac{80.0mL-54.5mL}{126.0mL}$×100%=20.2%，
故填：20.2%．
（3）從實驗原理角度分析，改進后的實驗結(jié)果比前者精確度更高的原因是：氧氣完全反應(yīng)，避免了燃燒匙伸入集氣瓶中時導(dǎo)致的空氣外逸．
故填：氧氣完全反應(yīng)；避免了燃燒匙伸入集氣瓶中時導(dǎo)致的空氣外逸．

點評 合理設(shè)計實驗，科學(xué)地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結(jié)論的前提，因此要學(xué)會設(shè)計實驗、進行實驗、分析實驗，為學(xué)好化學(xué)知識奠定基礎(chǔ)．