Question

1．用來測定空氣成分的方法很多．如圖1所示的是小芳同學用紅磷在空氣中燃燒的測定方法．實驗過程是：
第一步：將集氣瓶容積劃分為五等份，并做好標記．
第二步：點燃燃燒匙內的紅磷，伸入集氣瓶中并把塞子塞緊．
第三步：待紅磷熄滅并冷卻后，打開彈簧夾，發(fā)現水被吸 入集氣瓶中，進入集氣瓶中水的體積約為集氣瓶總容積的1/5．
請回答下列問題：
（1）上面的實驗同時證明了氮氣有不支持燃燒的化學性質． （答一點即可）
（2）實驗完畢，若進入集氣瓶中水的體積不到總容積的$\frac{1}{5}$，你認為導致這一結果的原因可能是紅磷不足：裝置漏氣． （答兩點即可）
【問題提出】有實驗資料表明：此實驗因為設計缺陷，在操作規(guī)范的情況下也常常測出氧氣的含量會大于1/5
（3）小包同學設想用其他物質代替紅磷進行實驗（裝置不變），則下列因素不會影響實驗結果的是（填字母標號）：C
A．替代物能否和氧氣反應    B．替代物的用量
C．替代物能否溶于水        D．生成物的狀態(tài)
【實驗改進】
Ⅰ．根據鐵在空氣中生銹的原理設計圖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．測定實驗數據如表4

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（扣除內容物）和導管的容積
體積/mL	80.0	54.5	126.0

表4
【交流表達】
（4）鐵生銹過程發(fā)生復雜的化學反應，首先是鐵與氧氣、水反應生成氫氧化鐵[Fe（OH）₂]，寫出該反應的化學方程式2Fe+2H₂O+O₂=2Fe（OH）₂．
（5）根據表4數據計算，改進實驗后測得的空氣中氧氣的體積分數是20.2%（計算結果精確到0.1%）．
（6）從實驗原理角度分析，改進后的實驗結果比前者準確度更高的原因是：鐵的緩慢氧化使集氣瓶中的氧氣消耗更為徹底，使實驗結果更準確；（寫一點）

Answer 1

分析 根據已有的空氣中氧氣含量的測定原理進行分析解答，磷燃燒生成五氧化二磷；氣體被消耗，壓強變小，故會產生水倒吸的現象；根據鐵生銹的知識進行分析解答即可．$\frac{25.5mL}{126mL}$

解答 解：（1）由剩余紅磷不在燃燒知氮氣不支持燃燒；
（2）可能的原因有紅磷不足、裝置漏氣或未等裝置冷卻；
（3）我們探討的是替代物與氧氣反應生成物的水溶性，故填：C；
實驗改進：（4）鐵與氧氣、水反應生成氫氧化亞鐵[Fe（OH）₂]，故填：2Fe+2H₂O+O₂=2Fe（OH）₂；
（5）根據反應前后燒杯內水的體積變化可以看出，消耗的氧氣的體積是：80-54.5=25.5mL，故氧氣的體積分數為：$\frac{25.5mL}{126mL}$×100%≈20.2%
（6）使用鐵的緩慢氧化消耗氧氣，使氧氣消耗的更為徹底，實驗結果更準確，測量時考慮導管容積和扣除內容物后的集氣瓶的體積，使實驗結果更為準確，故填：鐵的緩慢氧化使集氣瓶中的氧氣消耗更為徹底，使實驗結果更準確；測量時考慮到導管容積和扣除內容物后的集氣瓶容積，使實驗結果更準確．
故答案為：（1）不支持燃燒；（2）紅磷不足、裝置漏氣；（3）C；（4）2Fe+2H₂O+O₂=2Fe（OH）₂；（5）20.2%；（6）鐵的緩慢氧化使集氣瓶中的氧氣消耗更為徹底，使實驗結果更準確．

點評 本題考查的是氧氣的含量的測定以及實驗裝置的改進，完成此題，可以依據已有的知識進行．