Question

9．空氣中氧氣含量測(cè)定的再認(rèn)識(shí)：

【實(shí)驗(yàn)回顧】如圖1是實(shí)驗(yàn)室用紅磷燃燒來粗略測(cè)定空氣中氧氣含量的裝置．
（1）寫出紅磷燃燒的文字表達(dá)式：紅磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷．
（2）實(shí)驗(yàn)原理：由于紅磷燃燒消耗空氣中的氧氣，使瓶?jī)?nèi)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(guī)范，用量筒測(cè)量進(jìn)入瓶中水的體積，能粗略測(cè)得空氣中氧氣的含量．
【問題提出】有實(shí)驗(yàn)資料表明：燃燒過程中當(dāng)氧氣體積分?jǐn)?shù)低于7%時(shí)，紅磷就無法繼續(xù)燃燒，因此通過上述實(shí)驗(yàn)，測(cè)量結(jié)果與理論值誤差較大．
【實(shí)驗(yàn)改進(jìn)】
Ⅰ、根據(jù)鐵在空氣中生銹的原理設(shè)計(jì)如圖2實(shí)驗(yàn)裝置，再次測(cè)定空氣中氧氣含量．裝置中的飽和食鹽水、活性炭會(huì)加速鐵生銹．
Ⅱ、測(cè)得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：

測(cè)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）鐵生銹過程中發(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)的文字表達(dá)式：鐵+水+氧氣→氫氧化亞鐵．
（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)計(jì)算，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)后測(cè)得的空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)是20.2%（計(jì)算結(jié)果精確到0.1%）．
（3）從實(shí)驗(yàn)原理角度分析，改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)結(jié)果比前者準(zhǔn)確度更高的原因是：
①鐵的緩慢氧化使集氣瓶中的氧氣消耗更徹底，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確；②測(cè)量時(shí)考慮到導(dǎo)管容積和扣除內(nèi)容物后的集氣瓶容積，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確．

Answer 1

分析 根據(jù)已有的空氣中氧氣含量的測(cè)定原理進(jìn)行分析解答，磷燃燒生成五氧化二磷；氣體被消耗，壓強(qiáng)變小，故會(huì)產(chǎn)生水倒吸的現(xiàn)象；根據(jù)鐵生銹的知識(shí)進(jìn)行分析解答即可．

解答 解：（1）根據(jù)磷燃燒生成五氧化二磷，可知反應(yīng)物、生成物，反應(yīng)條件，故其文字表達(dá)式為：紅磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷；
（2）紅磷燃燒消耗氧氣，使瓶?jī)?nèi)的氣壓變小，水倒吸，故填：氣壓；
實(shí)驗(yàn)改進(jìn)：（1）根據(jù)鐵與氧氣、水反應(yīng)生成氫氧化亞鐵[Fe（OH）₂]，可知反應(yīng)物、生成物，故其文字表達(dá)式為：鐵+水+氧氣→氫氧化亞鐵；
（2）根據(jù)反應(yīng)前后燒杯內(nèi)水的體積變化可以看出，消耗的氧氣的體積是：80-54.5=25.5mL，故氧氣的體積分?jǐn)?shù)為：$\frac{25.5mL}{126mL}$×100%，故填：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(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確，測(cè)量時(shí)考慮導(dǎo)管容積和扣除內(nèi)容物后的集氣瓶的體積，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更為準(zhǔn)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(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確；測(cè)量時(shí)考慮到導(dǎo)管容積和扣除內(nèi)容物后的集氣瓶容積，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確．
故答案為：
【實(shí)驗(yàn)回顧】（1）紅磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷；（2）氣壓；
【交流表達(dá)】（1）鐵+水+氧氣→氫氧化亞鐵；（2）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(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確．②測(cè)量時(shí)考慮到導(dǎo)管容積和扣除內(nèi)容物后的集氣瓶容積，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確．

點(diǎn)評(píng) 了解實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理或者誤差分析的方法及技巧；了解用紅磷測(cè)定氧氣在空氣中含量的實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)．實(shí)驗(yàn)是化學(xué)的重要組成部分，正確的實(shí)驗(yàn)操作是得出科學(xué)結(jié)論的前提條件之一，因此要學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，為得出正確的結(jié)論奠定基礎(chǔ)．