Question

16．空氣中氧氣含量測定的再認識．
【實驗回顧】實驗室用紅磷燃燒來測定空氣中氧氣含量．
（1）寫出紅磷燃燒的化學方程式4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅．
（2）實驗原理：紅磷燃燒消耗氧氣，使瓶內氣壓減小，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．
【問題提出】有資料表明：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設計右圖實驗裝置，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（扣除內容物） 和導管的容積
體積/mL	80.0	54.5	126.0

【交流表達】
（1）鐵生銹過程首先是鐵與氧氣、水反應生成氫氧化亞鐵[Fe（OH）₂]，寫出該反應的化學方程式2Fe+2H₂O+O₂=2Fe（OH）₂．
（2）根據表中數據，改進實驗后與鐵反應的氧氣為25.5mL，空氣中氧氣的體積分數是20.2%（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可能是：①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．②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．

Answer 1

分析 （1）根據紅磷燃燒生成五氧化二磷以及燃燒的現象進行解答；
（2）由于紅磷燃燒消耗空氣中的氧氣，使瓶內壓強減小，燒杯中水倒吸到集氣瓶解答；
【交流表達】根據鐵生銹的知識進行分析解答即可．

解答 解：
【實驗回顧】（1）根據磷燃燒生成五氧化二磷，可知反應物、生成物，反應條件，反應的化學方程式式為：4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅；
（2）紅磷燃燒消耗氧氣，使瓶內的氣壓變小，水倒吸，故填：氣壓；
【交流表達】（1）根據鐵與氧氣、水反應生成氫氧化亞鐵[Fe（OH）₂]，可知反應物、生成物，故該反應的化學方程式為：2Fe+2H₂O+O₂=2Fe（OH）₂；
（2）根據反應前后燒杯內水的體積變化可以看出，消耗的氧氣的體積是：80mL-54.5mL=25.5mL，故氧氣的體積分數為：$\frac{25.5mL}{126mL}$×100%=20.2%，故填：25.5；20.2%；
（3）使用鐵的緩慢氧化消耗氧氣，使氧氣消耗的更為徹底，實驗結果更準確，測量時考慮導管容積和扣除內容物后的集氣瓶的體積，使實驗結果更為準確，故填：鐵的緩慢氧化使集氣瓶中的氧氣消耗更為徹底，使實驗結果更準確；測量時考慮到導管容積和扣除內容物后的集氣瓶容積，使實驗結果更準確．
故答案為：
【實驗回顧】
（1）4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅；
（2）氣壓；
【交流表達】
（1）2Fe+2H₂O+O₂=2Fe（OH）₂；
（2）25.5；20.2%；
（3）①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．②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．

點評 本題考查的是氧氣的含量的測定以及實驗裝置的改進，完成此題可以依據已有的知識進行．