Question

18．空氣中氧氣含量測定的再認(rèn)識．

【實(shí)驗(yàn)回顧】如圖1是實(shí)驗(yàn)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：劇烈燃燒，產(chǎn)生大量白煙，放出熱量，文字表達(dá)式磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷．
（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)壓強(qiáng)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．
【問題提出】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)，測置結(jié)果與理論值偏低（填“偏低”或“偏高”）．
【實(shí)驗(yàn)改進(jìn)】
Ⅰ．根據(jù)鐵在空氣中生銹也能消耗空氣中的氧氣，設(shè)計(jì)如圖2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，加快氧氣的消耗速度．
Ⅱ．測得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表4
【交流表達(dá)】
（1）根據(jù)表4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20.2%（計(jì)算結(jié)

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)管的容積
體積/mL	80.0	54.5	126.0

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)確度更髙的原因是：①能夠把氧氣完全消耗；②避免了燃燒匙伸入集氣瓶時(shí)導(dǎo)致的氣體外逸．

Answer 1

分析 紅磷在空氣中能夠劇烈燃燒，產(chǎn)生大量白煙，放出熱量，生成白色固體五氧化二磷；
根據(jù)提供的數(shù)據(jù)可以計(jì)算空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)；
不同的實(shí)驗(yàn)裝置，優(yōu)缺點(diǎn)不同．

解答 解：【實(shí)驗(yàn)回顧】如圖1是實(shí)驗(yàn)室用紅磷燃燒來粗略測定空氣中氧氣含量的裝置．
（1）紅磷燃燒的現(xiàn)象是：劇烈燃燒，產(chǎn)生大量白煙，放出熱量；
紅磷在空氣中燃燒生成五氧化二磷，反應(yīng)的文字表達(dá)式為：磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷．
故填：劇烈燃燒，產(chǎn)生大量白煙，放出熱量；磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷．
（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)壓強(qiáng)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．
故填：壓強(qiáng)．
【問題提出】
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)，氧氣不能完全消耗，導(dǎo)致進(jìn)入集氣瓶中的水偏少，從而導(dǎo)致測置結(jié)果比理論值偏低．
故填：偏低．
【交流表達(dá)】
（1）改進(jìn)實(shí)驗(yàn)后測得的空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)是：$\frac{80.0mL-54.5mL}{126.0mL}$×100%=20.2%．
故填：20.2%．
（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)確度更髙的原因是：能夠把氧氣完全消耗；避免了燃燒匙伸入集氣瓶時(shí)導(dǎo)致的氣體外逸．
故填：能夠把氧氣完全消耗；避免了燃燒匙伸入集氣瓶時(shí)導(dǎo)致的氣體外逸．

點(diǎn)評 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是物質(zhì)之間相互作用的外在表現(xiàn)，因此要學(xué)會設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、觀察實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，為揭示物質(zhì)之間相互作用的實(shí)質(zhì)奠定基礎(chǔ)．