Question

【題目】氧氣是一種重要的物質(zhì)，某化學(xué)興趣小組同學(xué)設(shè)計了多組實驗裝置測定空氣中氧氣的含量。

（常規(guī)測定） 如圖1所示的是小明用紅磷在空氣中燃燒來測定的方法。

（1）寫出紅磷燃燒的符號表達式：___________。

（2）實驗完畢，若進入集氣瓶中水的體積小于集氣瓶中原空氣總體積的1/5，你認為導(dǎo)致這一結(jié)果的原因可能是________（寫一條）。

（3）上面的實驗同時證明了氮氣的化學(xué)性質(zhì)有___________（寫一條）。

（實驗反思）用該方法測出的氧氣含量常常遠低于1/5，不夠精確。

（實驗改進）小組同學(xué)受暖寶寶原理的啟發(fā)設(shè)計圖2實驗裝置，再次測定空氣中氧氣含量。

（查閱資料）暖寶寶的發(fā)熱原理是鐵粉氧化（即生銹）的過程

（1）暖寶寶使用過程中，會吸收空氣中的_________，同時會釋放出_____能。暖寶寶袋中食鹽的作用是___________________。

（2）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	55.2	126.0

根據(jù)上表數(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________ （精確到小數(shù)點一位)

（3）從實驗原理角度分析，改進后的實驗結(jié)果比紅磷集氣瓶模型準確度更高的原因是：①____________；②_____________。

（實驗拓展）實驗室也常用如圖裝置一測定空氣中氧氣的含量。

（實驗步驟）具體實驗步驟有：①在硬質(zhì)玻璃管中裝入銅粉，兩端塞上帶導(dǎo)管的橡皮塞，其中一端用氣球密封；②測量出實驗所用硬質(zhì)玻璃管的體積；③停止加熱后，待試管冷卻至室溫，注射器活塞穩(wěn)定后，記錄注射器中氣體的體積；④用酒精燈在銅粉部位加熱，加熱時不斷推拉注射器；⑤移動注射器活塞，在注射器中留下一定體積的氣體，記錄體積后與硬質(zhì)玻璃管另一 端密封連接，并將其固定在鐵架臺上。正確的操作步驟為 _________（填數(shù)字序號）；

實驗小組	硬質(zhì)玻璃管的容積/mL	反應(yīng)前注射器中氣體體積/mL	反應(yīng)后注射器中氣體體積/mL	反應(yīng)消耗的氧氣體積/mL	空氣中氧氣的體積分數(shù)（%）
甲	45	15	4	11	18.3
乙	40	18	5	13	22.4
丙	50	20	6

（實驗記錄）上表是甲、乙、丙三組同學(xué)記錄的實驗數(shù)據(jù),填寫上表中空白，幫助丙組同學(xué)完成實驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計。_____________、____________。

Answer 1

【答案】 裝置漏氣或紅磷少量或沒有等冷卻至室溫就打開止水夾 不燃燒也不支持燃燒 氧氣和水 熱 加速鐵生銹 19.7% 鐵的緩慢氧化使裝置內(nèi)的氧氣消耗更徹底 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 ②①⑤④③ 14 20%

【解析】

[常規(guī)測定]

（1）紅磷燃燒符號表達式：；

（2）若進入集氣瓶中水的體積小于集氣瓶中原空氣總體積的1/5，導(dǎo)致這一結(jié)果的原因可能是裝置漏氣或紅磷少量或沒有等冷卻至室溫就打開止水夾；

（3）實驗可推出氮氣化學(xué)性質(zhì)：不燃燒也不支持燃燒。

[查閱資料]

（1）由暖寶寶發(fā)熱原理可知，使用過程中，會吸收空氣中的氧氣和水，同時會釋放出熱能，暖寶寶袋中食鹽的作用是加速鐵生銹；

（2）根據(jù)上表數(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：；

（3）從實驗原理角度分析，改進后的實驗結(jié)果比紅磷集氣瓶模型準確度更高的原因是：①鐵的緩慢氧化使裝置內(nèi)的氧氣消耗更徹底；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。

[實驗拓展]

（實驗步驟）此實驗是利用銅在加熱的條件下和氧氣反應(yīng)生成固體氧化銅，從而測定空氣中氧氣的含量。注射器便于測量反應(yīng)消耗的氧氣體積， 故實驗步驟為：②①⑤④③；

（實驗記錄）丙消耗氧氣的體積：20ml-6mL=14mL，空氣中氧氣的體積分數(shù)：。