Question

16．課本上測量空氣中氧氣體積分數的實驗裝置存在不少的缺點，如污染環境、誤差大等．小明同學在老師指導下，利用鐵銹蝕原理測量空氣中氧氣的體積分數．
【查閱資料】脫氧劑的主要成分為鐵粉、少許活性炭、少量氯化鈉和水．活性炭是一種載體，可以使脫氧劑中各組分混合均勻，并使鐵粉疏松、透氣．
【實驗原理】鐵生銹消耗氧氣，生成固體鐵銹；氯化鈉可以加快（填“加快”或“減慢”）鐵銹蝕的速率．
【實驗過程】（1）取一個集氣瓶，其實際容積是150mL；取一個量筒，內盛100mL的水．
（2）室溫時，將一定量的脫氧劑懸吊在橡皮塞反面，再將橡皮塞旋緊到集氣瓶口；然后將導氣管插入量筒內（見圖）．一會兒觀察到量筒內的現象液面下降水進入到集氣瓶內，這是因為集氣瓶內壓強小于外界大氣壓．
（3）當量筒內水面高度不再變化，且溫度恢復至室溫時，讀出水面在73mL刻度處．
【實驗結果】由上述實驗數據可以算出，空氣中氧氣的體積分數是18%%．
【反思拓展】本實驗的測量結果與理論值不一致，原因可能是B或C．
A．使用了足量的脫氧劑        
B．脫氧劑中有部分鐵粉在實驗前已被氧化
C．脫氧劑中的內層的鐵粉沒有與氧氣接觸．

Answer 1

分析 本題使用脫氧劑來除去空氣中的氧氣，從而使氣壓減小，與外界的量筒內的水會進入集氣瓶，通過進入水的量來判斷確定空氣中的氧氣含量，但實驗的注意事項一定要遵守好．

解答 解：（1）氯化鈉可以加快鐵銹蝕的速率；
（2）如圖所示的裝置內一會兒觀察到量筒內的現象液面下降，水進入到集氣瓶內，這是因為集氣瓶內壓強小于外界大氣壓；
（3）當量筒內水面高度不再變化，且溫度恢復至室溫時，讀出水面在73mL刻度處．由上述實驗數據可以算出，空氣中氧氣的體積分數是$\frac{100mL-73mL}{150mL}×$100%=18%；本實驗的測量結果與理論值不一致，原因可能是B．脫氧劑中有部分鐵粉在實驗前已被氧化，C．脫氧劑中的內層的鐵粉沒有與氧氣接觸．
答案為：（1）加快，（2）液面下降水進入到集氣瓶內；集氣瓶內壓強小于外界大氣壓；（3）18%；BC．

點評 本題告訴了我們一種測定混合物中一組分含量的方法，本題使用脫氧劑來除去空氣中的氧氣，從而使氣壓減小，與外界的量筒內的水會進入集氣瓶，通過進入水的量來判斷確定空氣中的氧氣含量，但實驗的注意事項一定要遵守好．