Question

【題目】為了測定空氣中氧氣含量，某興趣小組設(shè)計(jì)以下實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究：
（1）Ⅰ．燃燒紅磷法測定空氣中氧氣的含量。
甲組同學(xué)按照教材內(nèi)容設(shè)計(jì)了如圖1實(shí)驗(yàn)裝置。

【實(shí)驗(yàn)原理】利用紅磷在空氣中燃燒生成五氧化二磷固體，集氣瓶內(nèi)壓強(qiáng)減小，燒杯內(nèi)水倒流。寫出紅磷在空氣中燃燒的化學(xué)式表達(dá)式。
（2）【實(shí)驗(yàn)步驟】
①用彈簧夾夾緊橡皮管；
②點(diǎn)燃燃燒匙內(nèi)的紅磷，立即伸入瓶中并塞緊瓶塞；
③（補(bǔ)全實(shí)驗(yàn)步驟）；
（3）觀察水倒流至集氣瓶并記錄水面的變化情況。
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】多次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在實(shí)驗(yàn)操作完全規(guī)范下，集氣瓶內(nèi)上升的水面仍然始終小于理論值。
【拓展研究】查閱資料得知，當(dāng)空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)降至約為7%以下時(shí)，紅磷不再燃燒，由此可知，燃燒紅磷法測定結(jié)果不夠準(zhǔn)確的原因的是。
（4）Ⅱ．探究某脫氧劑的成分（由兩種單質(zhì)組成）及利用該脫氧劑測定空氣中氧氣含量
①探究脫氧劑成分。
【實(shí)驗(yàn)觀察】脫氧劑為灰黑色粉末，若在空氣中放置一段時(shí)間，有紅棕色固體生成。
【實(shí)驗(yàn)猜想】根據(jù)顏色變化，猜想該脫氧劑中含有鐵，其化學(xué)式是。
（5）【驗(yàn)證猜想】用磁鐵吸引，說明含有鐵。
【實(shí)驗(yàn)探究】新取一定量的脫氧劑，將已驗(yàn)證的成分分離．取剩余固體與少量CuO混合，置于圖2裝置中加熱（碳會與氧化銅反應(yīng)生成CO2）．一會兒觀察到澄清石灰水變渾濁。
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】該脫氧劑中還含有碳粉，請寫出澄清石灰水變渾濁的化學(xué)式表達(dá)式：。

②測定空氣中氧氣含量
使用圖3裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)原理是利用脫氧劑中鐵在常溫下能夠消耗裝置內(nèi)氧氣，但實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先進(jìn)行的操作是 ， 具體操作是先夾緊彈簧夾，將注射器活塞向外拉一定距離，（完善操作、現(xiàn)象與結(jié)論）。
（6）【實(shí)驗(yàn)過程】
步驟1：在注射器中放入足量脫氧劑粉末，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：不斷輕輕晃動注射器，至活塞位置不再發(fā)生變化。
【數(shù)據(jù)處理】
①實(shí)驗(yàn)中需要記錄的數(shù)據(jù)有（填字母）。
A．反應(yīng)前注射器中原有空氣的體積 B． 反應(yīng)后注射器中剩余氣體的體積
②上述實(shí)驗(yàn)測定過程至少需要重復(fù)兩次，其目的是 ， 最終計(jì)算得出氧氣約占空氣的體積分?jǐn)?shù)。
（7）【實(shí)驗(yàn)評價(jià)】與燃燒紅磷法相比，脫氧劑法測定空氣中氧氣含量的優(yōu)點(diǎn)是。

Answer 1

【答案】
（1）4P+5O2 2P2 O5
（2）反應(yīng)完全后,冷卻至室溫,打開止水夾
（3）紅磷不能將氧氣耗盡
（4）Fe
（5）CO2+Ca(OH)2= CaCO3+H2O,檢查氣密性,松手后注射器活塞恢復(fù)到原位,說明氣密性良好
（6）B,減小實(shí)驗(yàn)誤差
（7）不受氧氣含量多少的影響,使結(jié)果更準(zhǔn)確,實(shí)驗(yàn)操作簡單,不污染空氣等。
【解析】（1）紅磷燃燒生成五氧化二磷，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：P+5O2 點(diǎn)燃 2P2O5。

（2）本實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵是：裝置要嚴(yán)密；紅磷要足量；燃燒結(jié)束，冷卻的室溫，再打開止水夾。

（3）查閱資料得知，當(dāng)空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)降至約為7%以下時(shí)，紅磷不再燃燒，由此可知，燃燒紅磷法測定結(jié)果不夠準(zhǔn)確的原因的是紅磷不能將氧氣耗盡。

（4）通過實(shí)驗(yàn)分析可知：根據(jù)顏色變化，猜想該脫氧劑中含有Fe，因?yàn)槿粼诳諝庵蟹胖靡欢螘r(shí)間，有紅棕色固體生成；鐵粉的檢驗(yàn)方法是：用磁鐵吸引或加入鹽酸有氣泡；新取一定量的脫氧劑，將已驗(yàn)證的成分分離。
（5）取剩余固體與少量CuO混合，置于圖2所示裝置中加熱，一會兒觀察到黑色固體變紅色，同時(shí)澄清石灰水變渾濁，說明還有碳，二氧化碳與氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣白色沉淀和水，澄清石灰水變渾濁的化學(xué)式表達(dá)式：Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O；使用圖2裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先檢查裝置的氣密性；具體操作是先夾緊彈簧夾，將注射器活塞向外拉一定距離，松手后注射器活塞恢復(fù)到原位，說明氣密性良好。

（6）實(shí)驗(yàn)中需要記錄的數(shù)據(jù)是：注射器原來的空氣的體積、反應(yīng)后注射器活塞進(jìn)入后顯示剩余氣體的體積；上述實(shí)驗(yàn)測定過程至少需要重復(fù)兩次，其目的是：使測量的結(jié)果更準(zhǔn)確。

（7）與燃燒紅磷法相比，脫氧劑法測定空氣中氧氣含量的優(yōu)點(diǎn)是：不受氧氣含量多少的影響，使結(jié)果更準(zhǔn)確，實(shí)驗(yàn)操作簡單，不污染空氣等。
故答案為：（1）4P+5O2 P2 O5；（2）反應(yīng)完全后，冷卻至室溫，打開止水夾；（3）紅磷不能將氧氣耗盡；（4）Fe；（5）CO2+Ca(OH)2= CaCO3+H2O；檢查氣密性；松手后注射器活塞恢復(fù)到原位，說明氣密性良好；（6）B；減小實(shí)驗(yàn)誤差；（7）不受氧氣含量多少的影響，使結(jié)果更準(zhǔn)確，實(shí)驗(yàn)操作簡單，不污染空氣等
（1）紅磷燃燒生成五氧化二磷，條件是點(diǎn)燃。

（2）根據(jù)密封裝置的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行解答；

（3）根據(jù)“當(dāng)空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)降至約為7%以下時(shí)，紅磷不再燃燒”分析解答。

（4）根據(jù)顏色變化，猜想該脫氧劑中含有的成分Fe。
（5）碳與少量CuO混合加熱，會生成紅色的氧化銅和二氧化碳，可以觀察到黑色固體變紅色，同時(shí)澄清石灰水變渾濁；澄清石灰水變渾濁的化學(xué)式表達(dá)式：Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O；實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先檢查裝置的氣密性；具體操作是先夾緊彈簧夾，將注射器活塞向外拉一定距離，松手后注射器活塞恢復(fù)到原位，說明氣密性良好。

（6）從實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性進(jìn)行解答；

（7）從操作方法、實(shí)驗(yàn)原料、環(huán)境保護(hù)等方面進(jìn)行解答。