Question

16．興趣小組對測定空氣中氧氣含量的實驗進行了回顧和探究．
【實驗回顧】（1）實驗室常用紅磷燃燒的方法測定空氣中氧氣的含量，寫出紅磷燃燒的化學方程式4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅．
（2）興趣小組用該方法測出的氧氣含量常常低于$\frac{1}{5}$，可能的原因是①裝置漏氣；②紅磷不足，裝置內(nèi)氧氣有剩余；…
（3）在老師的指導下，興趣小組用正確的方法進行該實驗，并用氧氣濃度傳感器測定反應(yīng)后裝置內(nèi)氧氣濃度為5.85%．
【實驗探究1】小明根據(jù)鐵生銹的原理，探究用鐵能否準確測定空氣中氧氣的含量，于是進行了實驗（裝置如圖1）通過7天測得的數(shù)據(jù)計算空氣中氧氣的含量為19.13%．
【交流與反思】與用紅磷燃燒的方法相比，用鐵絲生銹的方法測定的主要優(yōu)點是：裝置內(nèi)殘留的氧氣更少，實驗結(jié)果更準確．
【實驗探究2】為了加快反應(yīng)速率，小明通過查閱資料，利用鐵粉、炭粉、氧化鈉等物質(zhì)又進行了實驗（裝置如圖2），8分鐘后測得的數(shù)據(jù)如下表：

實驗前的體積		實驗后的體積
集氣瓶內(nèi)空氣	燒杯內(nèi)蒸餾水	燒杯內(nèi)剩余蒸餾水
131.0mL	90.0mL	63.6mL

請寫出利用上述數(shù)據(jù)計算出空氣中氧氣含量的計算式$\frac{26.4mL}{130mL}$×100%．
【結(jié)論與反思】通過上述實驗探究，選擇鐵粉、炭粉、氯化鈉和蒸餾水（填物質(zhì)名稱）進行實驗，可較為快速地完成實驗并減小實驗誤差．
【拓展延伸】銅也能與空氣中氧氣、水、二氧化碳反應(yīng)而銹蝕，生成銅綠[化學方程式為2Cu+O₂+H₂O+CO₂═Cu₂（OH）₂CO₃）．若將實驗探究1裝置中的粗鐵絲換成足量的銅絲進行實驗，請判斷能否比較準確地測定空氣中氧氣的含量，并說明理由不能；因為空氣中二氧化碳含量約只有0.03%，銅不能將裝置中的氧氣幾乎耗盡．

Answer 1

分析 【實驗回顧】根據(jù)磷和氧氣在點燃的條件下生成五氧化二磷解答；
【進行猜想】根據(jù)本探究實驗一般要注意以下幾點：①裝置的氣密性好；②所用藥品紅磷的量，必須是足量；③讀數(shù)時一定要冷卻到原溫度；④生成物的狀態(tài)一般要求是固態(tài)等．
【交流與反思】根據(jù)用鐵絲生銹的方法測定的主要優(yōu)點裝置內(nèi)殘留的氧氣更少，實驗結(jié)果更準確解答；
【實驗探究2】根據(jù)燒杯內(nèi)蒸餾水減少的體積為氧氣的體積解答；
【結(jié)論與反思】根據(jù)題中信息分析解答；
【拓展延伸】根據(jù)生成銅綠的條件解答．

解答 解：
【實驗回顧】磷和氧氣在點燃的條件下生成五氧化二磷，反應(yīng)的化學方程式為：4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅；
【進行猜想】實驗中所取的紅磷不足（或?qū)嶒炃皼]有夾彈簧夾、實驗裝置可能未冷卻就打開彈簧夾等）；
【交流與反思】鐵絲在水、氧氣的條件下很容易生銹，與用紅磷燃燒的方法相比，用鐵絲生銹的方法測定的主要優(yōu)點及原因：裝置內(nèi)殘留的氧氣更少，實驗結(jié)果更準確；
【實驗探究2】
燒杯內(nèi)蒸餾水減少的體積為氧氣的體積=90mL-63.6mL=26.4mL
空氣中氧氣含量=$\frac{26.4mL}{130mL}$×100%≈20.2%
【結(jié)論與反思】
通過上述實驗探究，選擇鐵粉、炭粉、氯化鈉和蒸餾水或白磷等物質(zhì)進行實驗，可較為快速地完成實驗并減小實驗誤差．
【拓展延伸】銅也能與空氣中氧氣、水、二氧化碳反應(yīng)而銹蝕，生成銅綠[銅綠的主要成分為Cu₂（OH）₂CO₃]，若將圖3裝置中的粗鐵絲換成足量的銅絲進行實驗，不能比較準確地測定空氣中氧氣的含量，因為空氣中二氧化碳含量約只有0.03%，銅不能將裝置中的氧氣幾乎耗盡．
答案：
【實驗回顧】4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅；
【進行猜想】紅磷不足；
【交流與反思】裝置內(nèi)殘留的氧氣更少，實驗結(jié)果更準確；
【實驗探究2】$\frac{26.4mL}{130mL}$×100%；
【結(jié)論與反思】鐵粉、炭粉、氯化鈉和蒸餾水；
【拓展延伸】不能；因為空氣中二氧化碳含量約只有0.03%，銅不能將裝置中的氧氣幾乎耗盡．

點評 本考點是用紅磷測定氧氣在空氣中的體積分數(shù)，屬于實驗方法和過程的探究．這類探究實驗要具體問題具體分析，根據(jù)設(shè)計的步驟中不同的現(xiàn)象去思考、去探究，從而回答題目給出的問題．本考點主要出現(xiàn)在填空題和實驗題中．