Question

10．空氣中氧氣含量測(cè)定的再認(rèn)識(shí)．

【實(shí)驗(yàn)回顧】如圖1是實(shí)驗(yàn)室用紅磷燃燒來(lái)粗略測(cè)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(shí)驗(yàn)步驟：
①用止水夾夾緊橡皮管．
②點(diǎn)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(kāi)止水夾．
④觀察并記錄水面的變化情況．
多次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，集氣瓶?jī)?nèi)上升的水面始終小于瓶?jī)?nèi)原有空氣體積的$\frac{1}{5}$．
【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(cè)定空氣中氧氣含量，裝置中飽和食鹽水、活性炭會(huì)加速鐵生銹．
Ⅱ．測(cè)得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表

測(cè)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(guò)程過(guò)程復(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+2H₂O+O₂=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(cè)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%）；
【拓展研究】查閱資料得知，當(dāng)空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)降至約為7%以下時(shí)，紅磷不再燃燒，由此可知，燃燒紅磷法測(cè)定結(jié)果不夠準(zhǔn)確的原因的是氧氣含量太少時(shí)，可燃物無(wú)法燃燒；
【實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)】與燃燒紅磷法相比，鐵生銹法測(cè)定空氣中氧氣含量的優(yōu)點(diǎn)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(cè)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（寫一點(diǎn)即可）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)紅磷燃燒的現(xiàn)象進(jìn)行解答；
（2）根據(jù)測(cè)定空氣中氧氣含量的實(shí)驗(yàn)步驟分析解答；
【交流表達(dá)】
（1）根據(jù)鐵生銹的知識(shí)進(jìn)行分析解答即可；
（2）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)；
（3）根據(jù)可燃物燃燒的條件分析解答；
【實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)】根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)裝置，優(yōu)缺點(diǎn)不同解答．

解答 解：
【實(shí)驗(yàn)回顧】（1）紅磷燃燒產(chǎn)生大量白煙，放熱；
（2）實(shí)驗(yàn)步驟：
①用止水夾夾緊橡皮管．
②點(diǎn)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(kāi)止水夾；
④觀察并記錄水面的變化情況．
【交流表達(dá)】（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(xué)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?jǐn)?shù)為$\frac{25.5mL}{126mL}$×100%≈20.2%；
（3）當(dāng)空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)降至約為7%以下時(shí)，紅磷不再燃燒，由此可知，燃燒紅磷法測(cè)定結(jié)果不夠準(zhǔn)確的原因的是：氧氣含量太少時(shí)，可燃物無(wú)法燃燒；
【實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)】與燃燒紅磷法相比，鐵生銹法測(cè)定空氣中氧氣含量的優(yōu)點(diǎn)是：使用鐵的緩慢氧化消耗氧氣，使氧氣消耗的更為徹底，實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確，測(cè)量時(shí)考慮導(dǎo)管容積和扣除內(nèi)容物后的集氣瓶的體積，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更為準(zhǔn)確，裝置氣密性更好．
答案：
【實(shí)驗(yàn)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(kāi)止水夾；
【交流表達(dá)】
（1）2Fe+2H₂O+O₂=2Fe（OH）₂；
（2）20.2%；
（3）氧氣含量太少時(shí)，可燃物無(wú)法燃燒；
【實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)】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(cè)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．

點(diǎn)評(píng) 本題考查的是氧氣的含量的測(cè)定以及實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)，完成此題可以依據(jù)已有的知識(shí)進(jìn)行，請(qǐng)注意題目中要求寫文字表達(dá)式．