Question

19．對空氣中氧氣含量測定的再認(rèn)識(shí)．
Ⅰ．用燃燒法測定空氣中氧氣含量
【實(shí)驗(yàn)回顧】圖1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)式紅磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$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)氣壓減小，燒杯中水倒吸到集氣瓶中．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．
【實(shí)驗(yàn)過程】
甲小組同學(xué)使用圖1裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先進(jìn)行的操作是檢查裝置氣密性；

（1）用止水夾夾緊橡皮管；
（2）點(diǎn)燃燃燒匙內(nèi)的紅磷，立即伸入瓶中并塞緊瓶塞；
（3）燃燒結(jié)束，充分冷卻，打開止水夾；
（4）觀察并記錄水面的變化情況．
【問題提出】該小組同學(xué)多次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，集氣瓶內(nèi)上升的水面始終小于理論值．經(jīng)查閱資料知：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．
Ⅱ．改進(jìn)空氣中氧氣含量測定的方法
【實(shí)驗(yàn)改進(jìn)】經(jīng)查閱資料可知：常溫下，鐵在潮濕的空氣中會(huì)生銹，因?yàn)殍F與空氣中的氧氣、少量水反應(yīng)生成鐵銹（其主要成分是Fe₂O₃），但速度緩慢．在有食鹽（NaCl）、活性炭存在條件下，反應(yīng)速度較快．乙小組選擇該原理，設(shè)計(jì)了如圖2所示實(shí)驗(yàn)裝置圖．
【數(shù)據(jù)處理】乙小組同學(xué)用量筒測量實(shí)驗(yàn)前后燒杯中水的體積，測得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：

測量 項(xiàng)目	實(shí)驗(yàn)前	實(shí)驗(yàn)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)管的體積
體積/mL	60.0	34.5	125.0

根據(jù)表中數(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20.4%（計(jì)算結(jié)果精確到0.1%）．
【實(shí)驗(yàn)反思】與燃燒紅磷方法相比，乙小組方法測定空氣中氧氣含量的優(yōu)點(diǎn)是充分消耗氧氣，測定的結(jié)果更準(zhǔn)確．
實(shí)驗(yàn)再改進(jìn)】在乙組實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，丙組同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖3的裝置進(jìn)行氧氣含量的測定，其方法如下：
【實(shí)驗(yàn)過程】
步驟1：在注射器中放入足量脫氧劑粉末（即食鹽水、鐵粉、活性炭的混合物，體積為2mL），封閉．
步驟2：打開彈簧夾，將活塞向右拉至一定距離，關(guān)閉彈簧夾．
步驟3：不斷輕輕晃動(dòng)注射器，至注射器示數(shù)不再發(fā)生變化時(shí)停止實(shí)驗(yàn)．
【實(shí)驗(yàn)再反思】
丙小組同學(xué)的方案與乙小組的方案同學(xué)相比，優(yōu)點(diǎn)是能夠較為準(zhǔn)確觀察示數(shù)變化，實(shí)驗(yàn)更直觀．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)磷燃燒生成五氧化二磷；
（2）紅磷燃燒消耗氧氣，使瓶內(nèi)的氣壓變��；
【實(shí)驗(yàn)過程】
實(shí)驗(yàn)要保證裝置的氣密性良好；
（3）讀數(shù)時(shí)要保證裝置冷卻；
【數(shù)據(jù)處理】根據(jù)反應(yīng)前后燒杯內(nèi)水的體積變化分析；
【實(shí)驗(yàn)反思】根據(jù)鐵生銹的知識(shí)進(jìn)行分析解答即可；
【實(shí)驗(yàn)過程】注射器示數(shù)不再發(fā)生變化時(shí)停止實(shí)驗(yàn)；
【實(shí)驗(yàn)再反思】丙小組同學(xué)的方案利用注射器能夠較為準(zhǔn)確觀察示數(shù)變化，實(shí)驗(yàn)更直觀．

解答 解：（1）根據(jù)磷燃燒生成五氧化二磷，可知反應(yīng)物、生成物，反應(yīng)條件，故其文字表達(dá)式為：紅磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷；
（2）紅磷燃燒消耗氧氣，使瓶內(nèi)的氣壓變小，水倒吸，故填：氣壓；
【實(shí)驗(yàn)過程】
實(shí)驗(yàn)要保證裝置的氣密性良好，所以實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先進(jìn)行的操作是檢查裝置氣密性；
（3）讀數(shù)時(shí)要保證裝置冷卻，燃燒結(jié)束，充分冷卻，打開止水夾；
【數(shù)據(jù)處理】根據(jù)反應(yīng)前后燒杯內(nèi)水的體積變化可以看出，消耗的氧氣的體積是：60-34.5=25.5mL，故氧氣的體積分?jǐn)?shù)為：$\frac{25.5mL}{125mL}$×100%=20.4%；
【實(shí)驗(yàn)反思】使用鐵的緩慢氧化消耗氧氣，使氧氣消耗的更為徹底，實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確，測量時(shí)考慮導(dǎo)管容積和扣除內(nèi)容物后的集氣瓶的體積，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更為準(zhǔn)確．
【實(shí)驗(yàn)過程】注射器示數(shù)不再發(fā)生變化時(shí)停止實(shí)驗(yàn)；
【實(shí)驗(yàn)再反思】丙小組同學(xué)的方案利用注射器能夠較為準(zhǔn)確觀察示數(shù)變化，實(shí)驗(yàn)更直觀．
故答案為：
【實(shí)驗(yàn)回顧】（1）紅磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷；
（2）氣壓             
【實(shí)驗(yàn)過程】檢查裝置氣密性；
 （3）充分冷卻，打開止水夾      
【數(shù)據(jù)處理】20.4%；
【實(shí)驗(yàn)反思】充分消耗氧氣，測定的結(jié)果更準(zhǔn)確；
【實(shí)驗(yàn)過程】注射器示數(shù)不再發(fā)生變化．    
【實(shí)驗(yàn)再反思】能夠較為準(zhǔn)確觀察示數(shù)變化，實(shí)驗(yàn)更直觀（或合理答案）

點(diǎn)評(píng) 實(shí)驗(yàn)探究題是近幾年中考的熱點(diǎn)之一，它包括實(shí)驗(yàn)方法和過程的探究，實(shí)驗(yàn)結(jié)論和實(shí)驗(yàn)規(guī)律的探究等．本題通過實(shí)驗(yàn)資料和實(shí)驗(yàn)分析，得到了正確的結(jié)論，屬于結(jié)論性探究．同學(xué)們要具體分析，綜合掌握．