Question

19．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，紅磷就無法繼續(xù)燃燒，因此通過上述實(shí)驗(yàn)，測置結(jié)果與理論值誤差較大．
【實(shí)驗(yàn)改進(jìn)】
Ⅰ．根據(jù)鐵在空氣中生銹的原理設(shè)計(jì)如圖2實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表

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)管的容積
體積/mL	80.0	54.5	126.0

【交流表達(dá)】
（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[Fe （OH）₂]，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式2Fe+O₂+2H₂O=2Fe（OH）₂．
（2）根據(jù)表中數(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)果精確到0.1%）．
（3）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（用紅磷燃燒來測定空氣中氧氣含量）準(zhǔn)確度更髙的原因是：①氧氣完全反應(yīng)；②避免了燃燒匙伸入集氣瓶中時導(dǎo)致的空氣外逸．

Answer 1

分析 紅磷在空氣中燃燒生成五氧化二磷；
根據(jù)表中提供的數(shù)據(jù)可以計(jì)算空氣中氧氣的含量；
根據(jù)反應(yīng)物、生成物、反應(yīng)條件及其質(zhì)量守恒定律可以書寫反應(yīng)的化學(xué)方程式；
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】
（1）紅磷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；
（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．
【交流表達(dá)】
（1）鐵與氧氣、水反應(yīng)生成氫氧化亞鐵[Fe（OH）₂]，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Fe+O₂+2H₂O=2Fe（OH）₂．
故填：2Fe+O₂+2H₂O=2Fe（OH）₂．
（2）改進(jìn)實(shí)驗(yàn)后測得的空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)為：$\frac{80.0mL-54.5mL}{126mL}$×100%=20.2%，
故填：20.2%．
（3）從實(shí)驗(yàn)原理角度分析，改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)結(jié)果比前者精確度更高的原因是：氧氣完全反應(yīng)，避免了燃燒匙伸入集氣瓶中時導(dǎo)致的空氣外逸．
故填：氧氣完全反應(yīng)；避免了燃燒匙伸入集氣瓶中時導(dǎo)致的空氣外逸．
答案：
【實(shí)驗(yàn)回顧】（1）磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷；（2）壓強(qiáng)；
【交流表達(dá)】
（1）2Fe+O₂+2H₂O=2Fe（OH）₂．
（2）20.2%．
（3）氧氣完全反應(yīng)；避免了燃燒匙伸入集氣瓶中時導(dǎo)致的空氣外逸．

點(diǎn)評 合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，科學(xué)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，是得出正確實(shí)驗(yàn)結(jié)論的前提，因此要學(xué)會設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，為學(xué)好化學(xué)知識奠定基礎(chǔ)．