Question

【題目】如圖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)寫出紅磷燃燒的文字表達式：__________________________________。

(2)實驗原理：由于紅磷燃燒消耗空氣中的氧氣，使瓶內(nèi)________減小，燒杯中的水倒吸到集氣瓶。若裝置的氣密性良好，操作規(guī)范，用量筒測量進入瓶中水的體積，能粗略測得空氣中氧氣的含量。

[問題提出] 有實驗資料表明：燃燒過程中當氧氣體積分數(shù)低于7%時，紅磷就無法繼續(xù)燃燒，因此通過上述實驗，測量結(jié)果與理論值誤差較大。

[實驗改進]

Ⅰ.根據(jù)鐵在空氣中生銹的原理設(shè)計如圖所示實驗裝置，再次測定空氣中氧氣的含量。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)如下表：

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)鐵生銹過程發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，首先是鐵與氧氣、水反應(yīng)生成氫氧化亞鐵。寫出該反應(yīng)的文字表達式：______________________________________________。

(2)根據(jù)表格數(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___ (計算結(jié)果精確到0.1%)。

(3)從實驗原理角度分析，改進后的實驗結(jié)果比前者準確度更高的原因是：

①________________________________________________________________________；

②________________________________________________________________________。

Answer 1

【答案】 磷＋氧氣五氧化二磷 氣壓 鐵＋水＋氧氣―→氫氧化亞鐵 20.2% 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 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

【解析】（1）根據(jù)磷燃燒生成五氧化二磷，可知反應(yīng)物、生成物，反應(yīng)條件，故其文字表達式為磷＋氧氣五氧化二磷；

（2）紅磷燃燒消耗氧氣，使瓶內(nèi)的氣壓變小，水倒吸；

實驗改進：（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，故其文字表達式為：鐵+水+氧氣→氫氧化亞鐵；

（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：80.0mL-54.5mL=25.5mL，故氧氣的體積分數(shù)為×100%=20.2%；

（3）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。