Question

10．空氣中氧氣含量測定的再認識．

【實驗回顧】如圖1是實驗室用紅磷燃燒來粗略測定空氣中氧氣含量的裝置．
（1）寫出紅磷燃燒的現(xiàn)象產(chǎn)生大量白煙；
（2）實驗步驟：
①用止水夾夾緊橡皮管．
②點燃燃燒匙內(nèi)的紅磷，立即伸入瓶中并塞緊瓶塞．
③燃燒結(jié)束，等到冷卻到室溫再打開止水夾．
④觀察并記錄水面的變化情況．
多次實驗發(fā)現(xiàn)，集氣瓶內(nèi)上升的水面始終小于瓶內(nèi)原有空氣體積的$\frac{1}{5}$．
【實驗改進】
Ⅰ．根據(jù)鐵在空氣中生銹的原理設(shè)計如圖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．測得實驗數(shù)據(jù)如表

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(nèi)容物）和導(dǎo)管的容積
體積/mL	80.0	54.5	126.0

【交流表達】
（1）鐵生銹過程過程復(fù)雜的化學反應(yīng)，首先是鐵與氧氣、水反應(yīng)生成氫氧化亞鐵[Fe（OH）₂]，寫出該反應(yīng)的化學方程式2Fe+2H₂O+O₂=2Fe（OH）₂；
（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)計算，改進實驗后測得的空氣中氧氣的體積分數(shù)是20.2%（計算結(jié)果精確到0.1%）；
【拓展研究】查閱資料得知，當空氣中氧氣的體積分數(shù)降至約為7%以下時，紅磷不再燃燒，由此可知，燃燒紅磷法測定結(jié)果不夠準確的原因的是氧氣含量太少時，可燃物無法燃燒；
【實驗評價】與燃燒紅磷法相比，鐵生銹法測定空氣中氧氣含量的優(yōu)點是①鐵的緩慢氧化使集氣瓶中的氧氣消耗更徹底，使實驗結(jié)果更準確．②測量時考慮到導(dǎo)管容積和扣除內(nèi)容物后的集氣瓶容積，使實驗結(jié)果更準確（寫一點即可）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)紅磷燃燒的現(xiàn)象進行解答；
（2）根據(jù)測定空氣中氧氣含量的實驗步驟分析解答；
【交流表達】
（1）根據(jù)鐵生銹的知識進行分析解答即可；
（2）根據(jù)提供的數(shù)據(jù)可以計算空氣中氧氣的體積分數(shù)；
（3）根據(jù)可燃物燃燒的條件分析解答；
【實驗評價】根據(jù)不同的實驗裝置，優(yōu)缺點不同解答．

解答 解：
【實驗回顧】（1）紅磷燃燒產(chǎn)生大量白煙，放熱；
（2）實驗步驟：
①用止水夾夾緊橡皮管．
②點燃燃燒匙內(nèi)的紅磷，立即伸入瓶中并塞緊瓶塞．
③燃燒結(jié)束，等到冷卻到室溫再打開止水夾；
④觀察并記錄水面的變化情況．
【交流表達】（1）根據(jù)鐵與氧氣、水反應(yīng)生成氫氧化亞鐵[Fe（OH）₂]，可知反應(yīng)物、生成物，故該反應(yīng)的化學方程式為：2Fe+2H₂O+O₂=2Fe（OH）₂；
（2）根據(jù)反應(yīng)前后燒杯內(nèi)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(shù)為$\frac{25.5mL}{126mL}$×100%≈20.2%；
（3）當空氣中氧氣的體積分數(shù)降至約為7%以下時，紅磷不再燃燒，由此可知，燃燒紅磷法測定結(jié)果不夠準確的原因的是：氧氣含量太少時，可燃物無法燃燒；
【實驗評價】與燃燒紅磷法相比，鐵生銹法測定空氣中氧氣含量的優(yōu)點是：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(jié)果更準確，測量時考慮導(dǎo)管容積和扣除內(nèi)容物后的集氣瓶的體積，使實驗結(jié)果更為準確，裝置氣密性更好．
答案：
【實驗回顧】
（1）產(chǎn)生大量白煙；
（2）燃燒結(jié)束，等到冷卻到室溫再打開止水夾；
【交流表達】
（1）2Fe+2H₂O+O₂=2Fe（OH）₂；
（2）20.2%；
（3）氧氣含量太少時，可燃物無法燃燒；
【實驗評價】①鐵的緩慢氧化使集氣瓶中的氧氣消耗更徹底，使實驗結(jié)果更準確．②測量時考慮到導(dǎo)管容積和扣除內(nèi)容物后的集氣瓶容積，使實驗結(jié)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(jù)已有的知識進行，請注意題目中要求寫文字表達式．