Question

【題目】某化學(xué)興趣小組對(duì)“空氣中氧氣含量的測(cè)定”展開探究．
（1）【實(shí)驗(yàn)回顧】實(shí)驗(yàn)室常用紅磷燃燒的方法測(cè)定空氣中氧氣的含量（如圖1、圖2），紅磷燃燒的符號(hào)表達(dá)式為 ． 興趣小組用該方法測(cè)出的氧氣含量常常遠(yuǎn)低于21%．
（2）【實(shí)驗(yàn)改進(jìn)】甲同學(xué)認(rèn)為誤差主要是由實(shí)驗(yàn)裝置造成的，于是改用圖3裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．

按圖2裝置實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)開始前應(yīng)先進(jìn)行的一步操作是 ． 實(shí)驗(yàn)中燃燒匙內(nèi)盛放紅磷的量必須 ．

（3）按圖3裝置實(shí)驗(yàn)，點(diǎn)燃紅磷的方式不同于圖1，而是接通電源使電烙鐵發(fā)熱，點(diǎn)燃紅磷后，斷開電源．與圖2裝置相比，圖3裝置使用電烙鐵可以減小實(shí)驗(yàn)誤差，其原因是 ．

（4）【提出問題】在操作規(guī)范的情況下，用改進(jìn)后的裝置測(cè)得的氧氣含量約為14%．為什么測(cè)量結(jié)果與真實(shí)值仍有較大差距呢？
【查閱資料】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．引起本實(shí)驗(yàn)的誤差除裝置外，還與可燃物的性質(zhì)有關(guān)．
【實(shí)驗(yàn)探究1】乙同學(xué)利用圖4裝置測(cè)定空氣中氧氣的含量．其中與集氣瓶相連的壓強(qiáng)傳感器等電子設(shè)備能將集氣瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)精確地記錄并保存下來．圖5是用該裝置測(cè)得的木炭在集氣瓶中燃燒的壓強(qiáng)﹣時(shí)間關(guān)系圖（該裝置氣密性良好，P0是集氣瓶?jī)?nèi)初始?xì)鈮海琍是反應(yīng)結(jié)束時(shí)恢復(fù)到室溫時(shí)集氣瓶?jī)?nèi)的氣壓）．

反應(yīng)開始時(shí)集氣瓶中壓強(qiáng)會(huì)瞬間（填“變大”、“變小”或“不變”），原因是 ．
（5）根據(jù)圖5，木炭不可代替紅磷測(cè)定空氣中氧氣含量的原因是

（6）【實(shí)驗(yàn)探究2】已知常溫下鐵與空氣中的氧氣、水反應(yīng)生成鐵銹（主要成分是Fe2O3﹒xH2O），試寫出相關(guān)符號(hào)表達(dá)式在有氯化鈉、炭粉存在條件下，反應(yīng)速度較快．丙同學(xué)根據(jù)鐵生銹的原理，探究用鐵能否準(zhǔn)確測(cè)定空氣中氧氣的含量，設(shè)計(jì)了圖6所示實(shí)驗(yàn)裝置，8分鐘后測(cè)得數(shù)據(jù)如下表：

實(shí)驗(yàn)前的體積		實(shí)驗(yàn)后的體積
集氣瓶?jī)?nèi)空氣	量筒內(nèi)水	量筒內(nèi)剩余水
262mL	180.0mL	127.2mL

（7）丙同學(xué)將鐵粉、炭粉等物質(zhì)不是堆在瓶底，而是撒在浸潤(rùn)氯化鈉的濾紙條上再貼在廣口瓶?jī)?nèi)側(cè)，其目的是
（8）根據(jù)表中數(shù)據(jù)計(jì)算空氣中的氧氣含量．（寫出計(jì)算過程，計(jì)算結(jié)果保留到0.1%）
（9）【結(jié)論與反思】通過上述實(shí)驗(yàn)探究，選擇合適的物質(zhì)和實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可較為快速地完成實(shí)驗(yàn)并減小 ．

Answer 1

【答案】
（1）4P+5O2 2P2O5
（2）檢查裝置氣密性,足量
（3）改進(jìn)后的裝置無需打開瓶塞點(diǎn)燃紅磷,避免瓶?jī)?nèi)空氣外逸而而造成實(shí)驗(yàn)誤差
（4）變大,木炭燃燒放熱,溫度升高,氣壓瞬間變大
（5）木炭燃燒雖然消耗氧氣,但是生成二氧化碳導(dǎo)致氣壓幾乎不變
（6）4Fe+2xH2O+3O2=2Fe2O3﹒xH2O
（7）增大反應(yīng)物接觸面積,加快反應(yīng)速率
（8）解：氧氣的體積=180.0mL﹣127.2mL=52.8mL，

氧氣的含量為： ×100%=20.2%，

答：空氣中氧氣含量是20.2%．

（9）實(shí)驗(yàn)誤差
【解析】解：【實(shí)驗(yàn)回顧】

紅磷燃燒生成五氧化二磷，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4P+5O2 2P2O5．

故填：4P+5O2 2P2O5．

【實(shí)驗(yàn)改進(jìn)】（2）按圖2裝置實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)開始前應(yīng)先進(jìn)行的一步操作是檢查裝置氣密性，實(shí)驗(yàn)中燃燒匙內(nèi)盛放紅磷的量必須足量，目的是使裝置中的氧氣完全反應(yīng)．

故填：檢查裝置氣密性；足量．（3）與圖2裝置相比，圖3裝置使用電烙鐵可以減小實(shí)驗(yàn)誤差，其原因是：改進(jìn)后的裝置無需打開瓶塞點(diǎn)燃紅磷，避免瓶?jī)?nèi)空氣外逸而而造成實(shí)驗(yàn)誤差．

故填：改進(jìn)后的裝置無需打開瓶塞點(diǎn)燃紅磷，避免瓶?jī)?nèi)空氣外逸而而造成實(shí)驗(yàn)誤差．

【實(shí)驗(yàn)探究1】（4）反應(yīng)開始時(shí)集氣瓶中壓強(qiáng)會(huì)瞬間變大，原因是木炭燃燒放熱，溫度升高，氣壓瞬間變大．

故填：變大；木炭燃燒放熱，溫度升高，氣壓瞬間變大．（5）根據(jù)圖5，木炭不可代替紅磷測(cè)定空氣中氧氣含量的原因是木炭燃燒雖然消耗氧氣，但是生成二氧化碳導(dǎo)致氣壓幾乎不變．

故填：木炭燃燒雖然消耗氧氣，但是生成二氧化碳導(dǎo)致氣壓幾乎不變．

【實(shí)驗(yàn)探究2】（6）常溫下鐵與空氣中的氧氣、水反應(yīng)生成鐵銹（主要成分是Fe2O3﹒xH2O），反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4Fe+2xH2O+3O2=2Fe2O3﹒xH2O．

故填：4Fe+2xH2O+3O2=2Fe2O3﹒xH2O．（7）丙同學(xué)將鐵粉、炭粉等物質(zhì)不是堆在瓶底，而是撒在浸潤(rùn)氯化鈉的濾紙條上再貼在廣口瓶?jī)?nèi)側(cè)，其目的是增大反應(yīng)物接觸面積，加快反應(yīng)速率．

故填：增大反應(yīng)物接觸面積，加快反應(yīng)速率．

【結(jié)論與反思】

通過上述實(shí)驗(yàn)探究，選擇合適的物質(zhì)和實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可較為快速地完成實(shí)驗(yàn)并減小實(shí)驗(yàn)誤差．

故填：實(shí)驗(yàn)誤差．

【考點(diǎn)精析】本題主要考查了書寫化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，需要掌握注意：a、配平 b、條件 c、箭號(hào)才能正確解答此題．