Question

19．對空氣中氧氣含量測定的再認識．
Ⅰ．用燃燒法測定空氣中氧氣含量
【實驗回顧】圖1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）寫出紅磷燃燒的文字表達式紅磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷．
（2）實驗原理：由于紅磷燃燒消耗空氣中的氧氣，使瓶內氣壓減小，燒杯中水倒吸到集氣瓶中．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．
【實驗過程】
甲小組同學使用圖1裝置進行實驗，實驗前應先進行的操作是檢查裝置氣密性；

（1）用止水夾夾緊橡皮管；
（2）點燃燃燒匙內的紅磷，立即伸入瓶中并塞緊瓶塞；
（3）燃燒結束，充分冷卻，打開止水夾；
（4）觀察并記錄水面的變化情況．
【問題提出】該小組同學多次實驗發現，集氣瓶內上升的水面始終小于理論值．經查閱資料知：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．
Ⅱ．改進空氣中氧氣含量測定的方法
【實驗改進】經查閱資料可知：常溫下，鐵在潮濕的空氣中會生銹，因為鐵與空氣中的氧氣、少量水反應生成鐵銹（其主要成分是Fe₂O₃），但速度緩慢．在有食鹽（NaCl）、活性炭存在條件下，反應速度較快．乙小組選擇該原理，設計了如圖2所示實驗裝置圖．
【數據處理】乙小組同學用量筒測量實驗前后燒杯中水的體積，測得實驗數據如下表：

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（扣除內容物）和導管的體積
體積/mL	60.0	34.5	125.0

根據表中數據計算，改進實驗后測得的空氣中氧氣的體積分數是20.4%（計算結果精確到0.1%）．
【實驗反思】與燃燒紅磷方法相比，乙小組方法測定空氣中氧氣含量的優點是充分消耗氧氣，測定的結果更準確．
實驗再改進】在乙組實驗的基礎上，丙組同學設計了如圖3的裝置進行氧氣含量的測定，其方法如下：
【實驗過程】
步驟1：在注射器中放入足量脫氧劑粉末（即食鹽水、鐵粉、活性炭的混合物，體積為2mL），封閉．
步驟2：打開彈簧夾，將活塞向右拉至一定距離，關閉彈簧夾．
步驟3：不斷輕輕晃動注射器，至注射器示數不再發生變化時停止實驗．
【實驗再反思】
丙小組同學的方案與乙小組的方案同學相比，優點是能夠較為準確觀察示數變化，實驗更直觀．

Answer 1

分析 （1）根據磷燃燒生成五氧化二磷；
（2）紅磷燃燒消耗氧氣，使瓶內的氣壓變小；
【實驗過程】
實驗要保證裝置的氣密性良好；
（3）讀數時要保證裝置冷卻；
【數據處理】根據反應前后燒杯內水的體積變化分析；
【實驗反思】根據鐵生銹的知識進行分析解答即可；
【實驗過程】注射器示數不再發生變化時停止實驗；
【實驗再反思】丙小組同學的方案利用注射器能夠較為準確觀察示數變化，實驗更直觀．

解答 解：（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，故其文字表達式為：紅磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷；
（2）紅磷燃燒消耗氧氣，使瓶內的氣壓變小，水倒吸，故填：氣壓；
【實驗過程】
實驗要保證裝置的氣密性良好，所以實驗前應先進行的操作是檢查裝置氣密性；
（3）讀數時要保證裝置冷卻，燃燒結束，充分冷卻，打開止水夾；
【數據處理】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：60-34.5=25.5mL，故氧氣的體積分數為：$\frac{25.5mL}{125mL}$×100%=20.4%；
【實驗反思】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．
【實驗過程】注射器示數不再發生變化時停止實驗；
【實驗再反思】丙小組同學的方案利用注射器能夠較為準確觀察示數變化，實驗更直觀．
故答案為：
【實驗回顧】（1）紅磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷；
（2）氣壓             
【實驗過程】檢查裝置氣密性；
 （3）充分冷卻，打開止水夾      
【數據處理】20.4%；
【實驗反思】充分消耗氧氣，測定的結果更準確；
【實驗過程】注射器示數不再發生變化．    
【實驗再反思】能夠較為準確觀察示數變化，實驗更直觀（或合理答案）

點評 實驗探究題是近幾年中考的熱點之一，它包括實驗方法和過程的探究，實驗結論和實驗規律的探究等．本題通過實驗資料和實驗分析，得到了正確的結論，屬于結論性探究．同學們要具體分析，綜合掌握．