Question

【題目】空氣中氧氣含量測定的再認識。

（實驗回顧）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）寫出紅磷燃燒的化學方程式_______________。

（2）實驗原理：由于紅磷燃燒消耗空氣中的氧氣，使瓶內___________減小，燒杯中水倒吸到集氣瓶。若裝置的氣密性良好，操作規范，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。

（3）進行實驗時，瓶塞塞得太慢會導致實驗測得結果_________1/5（大于或小于）。

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

（實驗改進）

Ⅰ. 根據鐵在空氣中生銹的原理：鐵與空氣中的氧氣、水蒸氣等發生復雜的化學反應，設計如圖實驗裝置，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.測得實驗數據如下表

（交流表達）

（1）鐵生銹過程發生復雜的化學反應，首先是鐵與氧氣、水反應生成氫氧化亞鐵[Fe(OH)2]，鐵生銹是屬于__________反應（劇烈氧化或緩慢氧化），寫出該反應的化學方程式__________。

（2）根據表4數據計算，改進實驗后測得的空氣中氧氣的體積分數是______(計算結果精確到0.1%)。

（3）從實驗原理角度分析，改進后的實驗結果比前者準確度更髙的原因是：

①______________；

②_____________。

Answer 1

【答案】4P+5O22P2O5 氣壓 大于 緩慢氧化 2Fe + 2H2O + O2 = 2Fe(OH)2 20.2% 鐵的緩慢氧化使集氣瓶中的氧氣消耗更徹底，使實驗結果更準確 測量時考慮到導管容積和扣除內容物后的集氣瓶容積，使實驗結果更準確

【解析】

[實驗回顧]（1）磷與氧氣在點燃的條件下反應生成五氧化二磷；化學方程式為：4P+5O22P2O5；

（2）紅磷燃燒消耗了裝置內的氧氣，造成裝置內的氣壓減小；

（3）紅磷點燃后伸入集氣瓶的速度太慢，會導致集氣瓶中的空氣受熱逸出，導致實驗結果偏大；

[交流表達]（1）鐵與氧氣、水反應生成氫氧化亞鐵[Fe（OH）2]，化學方程式為：2Fe+2H2O+O2=2Fe（OH）2；該反應進行的非常緩慢，甚至不易覺察，屬于緩慢氧化；

（2）根據反應前后燒杯內水的體積變化可以看出，消耗的氧氣的體積是：80-54.5=25.5mL，故氧氣的體積分數為：×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，實驗結果更準確，測量時考慮導管容積和扣除內容物后的集氣瓶的體積，使實驗結果更為準確，故填：鐵的緩慢氧化使集氣瓶中的氧氣消耗更為徹底，使實驗結果更準確；測量時考慮到導管容積和扣除內容物后的集氣瓶容積，使實驗結果更準確。