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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/mL80.054.5126.0
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)

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.

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