Question

【題目】空氣是一種寶貴的自然資源。某興趣小組的同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室欲用下圖所示裝置粗略測定空氣中氧氣的含量。

【實(shí)驗(yàn)回顧】(1) 寫出紅磷燃燒的文字表達(dá)式： 。

(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) 減小，燒杯中水倒吸到集氣瓶。若裝置的氣密性良好，操作規(guī)范，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。

【提出問題】有實(shí)驗(yàn)資料表明：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)，測定結(jié)果與理論值誤差較大。那么，能否設(shè)計(jì)一套實(shí)驗(yàn)裝置使測定結(jié)果更為準(zhǔn)確呢？

【查閱資料】1．鐵生銹的原理是：鐵與空氣中的氧氣和水蒸氣等發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。

2．飽和食鹽水、活性炭會加速鐵生銹。

【實(shí)驗(yàn)改進(jìn)】方案一：Ⅰ．同學(xué)們根據(jù)鐵在空氣中生銹的原理設(shè)計(jì)如圖的實(shí)驗(yàn)裝置，再次測定空氣中氧氣含量。

Ⅱ．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	80.0	54.5	126.0

【交流表達(dá)】(1) 根據(jù)上表數(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 (計(jì)算結(jié)果精確到0.1%)。

(2) 從實(shí)驗(yàn)原理角度分析，改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)結(jié)果比前者準(zhǔn)確度更高的原因是：① ；② 。

方案二：同學(xué)們又設(shè)計(jì)了下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)驗(yàn)步驟如下（裝置氣密性良好，部分操作已略去）：

I．打開止水夾a和b，向集氣瓶中緩慢鼓入一定量空氣，至白磷與空氣接觸，測得進(jìn)入量筒中水的體積為V1；II．強(qiáng)光照射引燃白磷；III．白磷熄滅并冷卻至室溫，測得量筒中水的體積變?yōu)閂2；IV．計(jì)算空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)。

下列有關(guān)這個(gè)實(shí)驗(yàn)的說法中，正確的是 （填字母）。

A．步驟I中，俯視量筒讀數(shù)會使測得的V1數(shù)值偏低

B．步驟II中，白磷燃燒時(shí)可以不關(guān)閉止水夾a和b

C．步驟III中，未冷卻至室溫會使測得的V2數(shù)值偏高

D．步驟IV中，求得氧氣的體積分?jǐn)?shù)等于×100 %

Answer 1

【答案】【實(shí)驗(yàn)回顧】

(1)。

(2)氣壓

【交流表達(dá)】

(1)20.2%。

(2)①鐵的緩慢氧化使集氣瓶中的氧氣消耗更徹底，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確。

②測量時(shí)考慮到導(dǎo)管容積和扣除內(nèi)容物后的集氣瓶容積，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確。

方案二：CD

【解析】

試題分析：(1)磷和氧氣在點(diǎn)燃的條件下生產(chǎn)五氧化二磷；紅磷燃燒消耗空氣中的氧氣，使瓶內(nèi)氣體

減小，壓強(qiáng)變小；【交流表達(dá)】(1) 集氣瓶（扣除內(nèi)容物）和導(dǎo)管的體積就是反應(yīng)前空氣的總體積，燒杯中減少的水的體積等于容器內(nèi)氧氣的體積，所以氧氣的體積分?jǐn)?shù)等于（80-54.5）ml÷126 ml×100%≈20.2%

(2) 改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)結(jié)果比前者準(zhǔn)確度更高的原因是： ①鐵的緩慢氧化使集氣瓶中的氧氣消耗更徹底，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確。②測量時(shí)考慮到導(dǎo)管容積和扣除內(nèi)容物后的集氣瓶容積，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確。

方案二：俯視量筒讀數(shù)會使測得的V1數(shù)值偏高，實(shí)際液體的量偏低；強(qiáng)光照射引燃白磷，瓶內(nèi)氧氣被反應(yīng)掉，氣體的量減少，壓強(qiáng)變小，量筒內(nèi)的水倒流入集氣瓶內(nèi)，量筒中減少的水的體積等于瓶內(nèi)氧氣的體積，所以測得氧氣的含量為等于×100 %；白磷燃燒時(shí)可以不關(guān)閉止水夾a和b，會影響測定結(jié)果，未冷卻至室溫會使倒流的水的體積偏小，測得的V2數(shù)值偏低。