Question

3．空氣中氧氣含量測定的再認識
實驗回顧：圖甲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．若裝置的氣密性良好，操作規(guī)范，用量筒測量進入瓶中水的體積，就能粗略測得空氣中氧氣的含量．
（3）實驗分析：如果某同學測定結果遠小于實際情況，則可能原因是紅磷的量不足或裝置漏氣．
問題提出：有實驗資料表明：燃燒過程中當氧氣體積分數(shù)低于7% 時，紅磷就無法繼續(xù)燃燒，因此通過上述實驗，測置結果與理論值誤差較大．
實驗改進：
Ⅰ．查閱資料：鐵在潮濕的空氣中，會吸收氧氣和水份而生銹．
Ⅱ．根據(jù)鐵在空氣中生銹的原理設計圖乙實驗裝置，再次測定空氣中氧氣含量．裝置中飽和食鹽水、活性炭會加速鐵生銹．
Ⅲ．測得實驗數(shù)據(jù)如下表：

測量項目	實驗前		實驗后
	燒杯中水的體積	集氣瓶（扣除內容物）和導管的容積	燒杯中剩余水的體積
體積/mL	80.0	126.0	54.5

交流表達：
（4）改進后的實驗與原來相比的優(yōu)點是充分消耗氧氣，測定的結果更準確．（答一條即可）
（5）根據(jù)表4數(shù)據(jù)計算，改進實驗后測得的空氣中氧氣的體積分數(shù)是20.2%（計算結果精確到0.1%）．
（6）從實驗原理角度分析，改進后的實驗結果比前者準確度更髙的原因是：
①鐵的緩慢氧化使集氣瓶中的氧氣消耗更為徹底，使實驗結果更準確；②測量時考慮到導管容積和扣除內容物后的集氣瓶容積，使實驗結果更準確．

Answer 1

分析 （1）紅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；
（3）根據(jù)測定空氣中氧氣的體積分數(shù)的實驗原理、裝置的特點、實驗注意事項等分析誤差：要考慮藥品的量可能不足造成沒有將氧氣完全消耗，同時要考慮裝置在藥品的足夠的情況下因為氣密性不好，導致液體不能等體積進入而引起結果偏低以及溫度對實驗結果的影響；
（4）根據(jù)鐵生銹的知識進行分析解答即可；
（5）根據(jù)反應前后燒杯內水的體積變化分析；
（6）根據(jù)鐵生銹的知識進行分析解答．

解答 解：（1）紅磷燃燒的文字表達式為：磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷．故填：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；
（3）測定空氣中氧氣含量的實驗中，氣體減少的體積小于l/5的可能原因：（1）紅磷的量不足，瓶內氧氣沒有耗盡；（2）裝置漏氣（如塞子未塞緊、燃燒匙與橡皮塞之間有縫隙等），使外界空氣進入瓶內；（3）未冷卻至室溫就打開彈簧夾，使進入瓶內的水的體積減少等；故填：紅磷的量不足；裝置漏氣；
（4）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．故填：充分消耗氧氣，測定的結果更準確；
（5）根據(jù)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：80-54.5=25.5mL，故氧氣的體積分數(shù)為$\frac{25.5mL}{126.0mL}×100%$=20.2%；故填：20.2%；
（6）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，故填：鐵的緩慢氧化使集氣瓶中的氧氣消耗更為徹底，使實驗結果更準確；測量時考慮到導管容積和扣除內容物后的集氣瓶容積，使實驗結果更準確．

點評 本題考查的是氧氣的含量的測定以及實驗裝置的改進，完成此題可以依據(jù)已有的知識進行，請注意題目中要求寫文字表達式．