Question

3．暖寶寶貼（主要成分為鐵粉、木炭、食鹽）的熱量來源于鐵粉與氧氣的氧化反應，小濤同學設計使用暖寶寶貼來測定空氣中氧氣的含量，實驗開始前的裝置如圖1所示，實驗后從量筒中流入玻璃瓶（容積為250mL）中的水的體積為45mL（鐵粉生銹消耗的水忽略不計）

（1）下列說法錯誤的是B
A．實驗前必須檢查裝置的氣密性
B．通過本次實驗數據測得空氣中氧氣的體積分數為18%
C．若實驗測得空氣中氧氣體積分數偏低，可能是暖寶寶貼的使用數量不足
D．必須等溫度計的讀數恢復至實驗前的溫度后才能記錄量筒內剩余水的體積
（2）該實驗中量筒中水的作用是量筒內的水減少的體積即為被消耗的氧氣的體積，使得測定結果更為準確．
（3）如果用如圖2實驗測定空氣中氧氣含量，你認為是否能夠成功能成功，原因是紅磷燃燒會消耗空氣中的氧氣，且反應后的生成物是固體．

Answer 1

分析 （1）測定空氣中氧氣含量的實驗原理是：藥品消耗消耗了瓶內的氧氣，生成的是固體，使瓶內壓強減小，在外界大氣壓的作用下水被壓進集氣瓶，進入水的體積就是集氣瓶內原來氧氣的體積．保證本實驗成功的關鍵是：①裝置氣密性好；②藥品要足量；③要冷卻至室溫再讀數等，本題結合紅磷測定氧氣的原理分析即可；
（2）根據量筒內減少的水的體積來分析空氣中氧氣的含量；
（3）根據測定空氣中氧氣含量的原理來分析．

解答 解：
（1）A．如果裝置漏氣，會使進入的水偏少，測定的結果偏小，實驗前必須檢查裝置的氣密性，故正確；
B．鐵生銹消耗氧氣，使裝置內的氣壓減小，進入水的體積就是消耗氧氣的體積，集氣瓶內空氣的體積是（250-20）mL=230ml，進入水的體積是45mL，即氧氣的體積是45mL，因此氧氣的體積分數=$\frac{45mL}{230mL}$≈19.6%，故錯誤；
C、發熱劑的量必須足量，因為只有足量的發熱劑才能把氧氣消耗完，使結果準確，若實驗測得空氣中氧氣體積分數偏低，可能是暖寶寶貼的使用數量不足，故正確；
D、必須等溫度計的讀數恢復至實驗前的溫度后才能記錄量筒內剩余水的體積，使結果準確，故正確．
答案：B．
（2）實驗結束后，溫度冷卻至室溫，量筒內的水減少的體積即為集氣瓶內所被消耗的氧氣的體積，測定結果更為準確；故填：量筒內的水減少的體積即為被消耗的氧氣的體積，使得測定結果更為準確；
（3）紅磷燃燒會消耗空氣中的氧氣，且生成物是五氧化二磷固體，所以可以用足量的紅磷燃燒來測定空氣中氧氣的含量；故填：能成功；紅磷燃燒會消耗空氣中的氧氣，且反應后的生成物是固體．

點評 本題考查了空氣中氧氣含量的測定，結合紅磷測定的原理進行分析，要注意測定原理、實驗關鍵、現象和結論、裝置的評價和改進等，能夠考查學生的知識遷移能力．