Question

【題目】(10分)空氣中氧氣含量測定的再認識。

【實驗回顧】圖9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____________。

（2）實驗原理：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)氧氣體積分數(shù)低于7% 時，紅磷就無法繼續(xù)燃燒，因此通過上述實驗，測置結(jié)果與理論值誤差較大。

【實驗改進】

Ⅰ．根據(jù)鐵在空氣中生鎊的原理設(shè)計圖10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4

【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__________________________。

（2）根據(jù)表4數(shù)據(jù)計算，改進實驗后測得的空氣中氧氣的體積分數(shù)是_______(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)果比前者準確度更髙的原因是：

①____________________________________________________；

②____________________________________________________。

Answer 1

【答案】【實驗回顧】（1） 4P + 5O2 點燃 2P2O5 （2）氣壓

【交流表達】（1） 2Fe + 2H2O + O2 = 2Fe(OH)2 （2） 20.2%

（3） ① 鐵的緩慢氧化使集氣瓶中的氧氣消耗更徹底，使實驗結(jié)果更準確。

② 測量時考慮到導(dǎo)管容積和扣除內(nèi)容物后的集氣瓶容積，使實驗結(jié)果更準確

【解析】

試題分析：紅磷燃燒的化學(xué)方程式4P + 5O2 點燃 2P2O5；由于紅磷燃燒消耗空氣中的氧氣，使瓶內(nèi)氧氣減少，燒杯中水倒吸到集氣瓶；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] ，反應(yīng)的化學(xué)方程式2Fe + 2H2O + O2 = 2Fe(OH)2；從實驗原理角度分析，改進后的實驗結(jié)果比前者準確度更髙的原因是：① 鐵的緩慢氧化使集氣瓶中的氧氣消耗更徹底，使實驗結(jié)果更準確。② 測量時考慮到導(dǎo)管容積和扣除內(nèi)容物后的集氣瓶容積，使實驗結(jié)果更準確。根據(jù)數(shù)值看，其中的氧氣的體積是=80.0毫升-54.5毫升=25.5毫升，因此測得的空氣中氧氣的體積分數(shù)是=25.5毫升／126.0毫升×100%=20.2%。