Question

12．某化學(xué)實驗小組用兩種方法驗證空氣中的氧氣含量．

方法一：如圖A所示進行．
（1）寫出圖A中二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O．
（2）小星同學(xué)對該實驗提出質(zhì)疑：木炭在燃燒過程中，氧氣濃度降低，參加反應(yīng)的木炭[m_（C）]與氧氣[m${\;}_{（{O}_{2}）}$]的質(zhì)量之比在大于3：8而小于3：4范圍內(nèi)，生成的CO對實驗結(jié)果會產(chǎn)生誤差．
方法二：如圖B所示進行．
（1）寫出圖B中紅磷燃燒的化學(xué)方程式4P+5O₂ $\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅．
（2）實驗測定數(shù)據(jù)如表：（集氣瓶的容積為100mL）．

組別	1	2	3	4	5	6
進入集氣瓶中水的體積/mL	30	21	19	22	15	20

分析實驗數(shù)據(jù)，第2，3，4，6組驗證出氧氣約占空氣體積的$\frac{1}{5}$，第5組出現(xiàn)較大偏差的原因可能是沒有冷卻到室溫讀數(shù)等（合理即可）．

Answer 1

分析 方法一：（1）根據(jù)二氧化碳與氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉和水，寫出反應(yīng)的方程式；
（2）根據(jù)碳和氧氣反應(yīng)產(chǎn)生一氧化碳進行計算二者的質(zhì)量關(guān)系；
方法二：測定空氣中氧氣含量實驗的實驗原理是在密閉容器內(nèi)消耗氧氣，測量容器內(nèi)氣體體積的減少量確定氧氣的含量．因此在選擇消耗氧氣的藥品時，應(yīng)考慮能與空氣中的氧氣反應(yīng)，生成物為固體不能為氣體，還應(yīng)注意裝置不漏氣，藥品的量要足，讀數(shù)時溫度要回到原來的溫度等．最后得出氧氣約占空氣體積的五分之一．

解答 解：方法一：（1）根據(jù)二氧化碳與氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉和水，故反應(yīng)的方程式為：CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O；
（2）若碳完全燃燒，生成氣體全部為二氧化碳時，碳與氧氣的質(zhì)量比為3：8，其中產(chǎn)生的二氧化碳可以完全被氫氧化鈉溶液吸收，通過液面上升的體積可以計算氧氣的體積分數(shù)；若碳不完全燃燒，生成氣體全部為一氧化碳時，碳與氧氣的質(zhì)量比為3：4，由于一氧化碳不能被氫氧化鈉溶液吸收，不能測定出氧氣的含量；因此要產(chǎn)生一氧化碳，其中參加反應(yīng)的碳和氧氣的質(zhì)量比必須滿足的條件為大于3：8而小于3：4；
故答案為：大于3：8而小于3：4；
方法二：（1）紅磷燃燒產(chǎn)生五氧化二磷，故反應(yīng)的方程式為：4P+5O₂ $\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅；
（2）第2，3，4，6組的水的體積就是消耗的氧氣的體積，與空氣的體積100mL進行比較，結(jié)果得出氧氣約占空氣體積的$\frac{1}{5}$；而第五組的結(jié)果會偏小，可能是沒有冷卻到室溫讀數(shù)、紅磷量不足、裝置漏氣等的原因；
故填：$\frac{1}{5}$；沒有冷卻到室溫讀數(shù)等（合理即可）．

點評 本考點考查了用紅磷及木炭測定氧氣在空氣中的體積分數(shù)和化學(xué)方程式的書寫，屬于實驗方法和過程的探究，明確測定的原理及實驗的注意事項是解題的關(guān)鍵．