Question

【題目】空氣中氧氣含量測定的再認(rèn)識(shí)。

【實(shí)驗(yàn)回顧】如圖是實(shí)驗(yàn)室用紅磷燃燒來粗略測定空氣中氧氣含量的裝置。寫出紅磷燃燒的化學(xué)方程式_______________________。

步驟如下：

①用彈簧夾夾緊橡皮管。

②點(diǎn)燃燃燒匙內(nèi)的紅磷，立即伸入瓶中并塞緊塞子。

③_____________________________________。

④觀察并記錄水面的變化情況。

【實(shí)驗(yàn)反思】多次實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)集氣瓶內(nèi)上升的水的體積始終小于瓶內(nèi)原空氣體積的1/5。

【實(shí)驗(yàn)改進(jìn)1】

I．根據(jù)鐵在空氣中生銹的原理（鐵與氧氣和水發(fā)生反應(yīng)生成鐵銹）設(shè)計(jì)右圖實(shí)驗(yàn)裝置，再次測定空氣中氧氣含量。裝置中的食鹽水和活性炭會(huì)加速鐵生銹。

II．測得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表

測量項(xiàng)目	實(shí)驗(yàn)前	實(shí)驗(yàn)后
	燒杯中水的體積	燒杯中剩余水的體積	集氣瓶（扣除內(nèi)容物）和導(dǎo)管的容積
體積/mL	80.0	54.5	126.0

【交流表達(dá)】（1）鐵生銹過程發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，首先是鐵與氧氣、水反應(yīng)生成氫氧化亞鐵，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式____________________________________。

（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)計(jì)算，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)后測得的空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)是________。（消耗的水的體積忽略不計(jì)，計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù)）。

【猜想與假設(shè)】根據(jù)鐵生銹的原理，某同學(xué)對(duì)最終生成的鐵銹的主要成分作出猜想：

（Ⅰ）氧化鐵（Ⅱ）碳酸鐵，你認(rèn)為猜想 （填序號(hào)）一定是錯(cuò)誤的，理由是 。

【實(shí)驗(yàn)改進(jìn)2】

使用右圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先進(jìn)行的操作是______________________。

【實(shí)驗(yàn)過程】步驟1：在注射器中放入裝有足量鐵粉、活性炭粉的浸有食鹽水的紙袋，封閉。

步驟2：打開彈簧夾，將活塞向右拉至一定距離，關(guān)閉彈簧夾。

步驟3：不斷輕輕晃動(dòng)注射器，至活塞位置不再發(fā)生變化。

【數(shù)據(jù)處理】實(shí)驗(yàn)中需要記錄的數(shù)據(jù)是___________________________________________。

計(jì)算得出氧氣約占空氣總體積的1/5。

【計(jì)算】鐵的氧化物有多種，116g四氧化三鐵與多少g氧化亞鐵（FeO）中所含的氧元素質(zhì)量相等。（寫出計(jì)算過程）

【實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)】與燃燒紅磷法相比，用改進(jìn)實(shí)驗(yàn)測定空氣中氧氣含量的優(yōu)點(diǎn)是____________

____________________________________________。

Answer 1

【答案】【實(shí)驗(yàn)回顧】4P+5O22P2O5。③待裝置冷卻后打開彈簧夾。

【實(shí)驗(yàn)改進(jìn)1】2Fｅ+2H2O+O2====2Fe(OH)2；20.2%。猜想Ⅱ；化學(xué)反應(yīng)前后元素種類不變。

【實(shí)驗(yàn)改進(jìn)2】檢查裝置的氣密性。注射器中原來的空氣體積，反應(yīng)后剩余氣體的體積。

【計(jì)算】144g

【實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)】不受氧氣含量多少的影響，使結(jié)果更準(zhǔn)確

【解析】

試題分析：紅磷燃燒的化學(xué)方程式4P+5O22P2O5；點(diǎn)燃燃燒匙內(nèi)的紅磷，立即伸入瓶中并塞緊塞子，待裝置冷卻后打開彈簧夾，觀察進(jìn)水的情況；鐵與氧氣、水反應(yīng)生成氫氧化亞鐵，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式2Fｅ+2H2O+O2====2Fe(OH)2；根據(jù)進(jìn)入的水的體積計(jì)算出氧氣的體積是=80.0ml-54.5ml=25.5ml，所以改進(jìn)實(shí)驗(yàn)后測得的空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)是=2.5ML÷126.0ML=20.2%；根據(jù)鐵生銹的原理，最終生成的鐵銹的主要成分作出猜想：（Ⅰ）氧化鐵（Ⅱ）碳酸鐵，猜想Ⅱ一定是錯(cuò)誤的，理由是化學(xué)反應(yīng)前后元素種類不變；使用右圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先進(jìn)行的操作是檢查裝置的氣密性；實(shí)驗(yàn)中需要記錄的數(shù)據(jù)是注射器中原來的空氣體積，反應(yīng)后剩余氣體的體積，依此確定氧氣的體積數(shù)；與燃燒紅磷法相比，用改進(jìn)實(shí)驗(yàn)測定空氣中氧氣含量的優(yōu)點(diǎn)是不受氧氣含量多少的影響，使結(jié)果更準(zhǔn)確。設(shè)116g四氧化三鐵與Xg氧化亞鐵（FeO）中所含的氧元素質(zhì)量相等。則：116克×64／232×100%=X克×16／72×100%求得X=144克。