Question

【題目】空氣中氧氣含量測定的再認識。

（一）某化學實驗小組點燃紅磷，并用氧傳感器測定空氣中的氧氣含量并采集數據如上圖。

（1）紅磷在瓶中燃燒產生的現象是_____，紅磷燃燒的化學方程式是_____。

（2）開始時氧氣的含量持續下降，一方面是氧氣被消耗，另一方面是生成物大量和氧傳感器接觸，但在110s時氧氣的含量又有所上升，其可能原因是_____。

（3）從以上數據分析最終集氣瓶中的氧氣是否完全消耗_____。

（二）針對以上實驗測定結果實驗小組同學對該實驗做了以下兩種改進：

Ⅰ．根據鐵在空氣中生銹的原理設計如圖實驗裝置，測定空氣中氧氣含量。

查資料：裝置中飽和食鹽水、活性炭會加速鐵生銹。

測得實驗數據如下表：

測量項目	實 驗 前	實 驗 后（冷卻到室溫后）
	燒杯中水的體積	燒杯中剩余水的體積	集氣瓶（扣除內容物）的容積	導管的容積
體積／mL	80.0	54.5	126.0	6.0

（1）鐵生銹過程發生復雜的化學反應，首先是鐵與氧氣、水反應生成氫氧化亞鐵[Fe（OH）2]，寫出該反應的化學方程式_____；該反應的基本類型是_____。

（2）根據上表數據計算，改進實驗后測得的空氣中氧氣的體積分數是_____%（結果精確到0.1%）。

（3）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_____；②_____。

Ⅱ．將足量白磷放在集氣瓶中，白磷能發生緩慢氧化從而消耗氧氣，并用壓強傳感器測定瓶中壓強的變化，根據壓強的變化來計算空氣中氧氣的含量，實驗裝置及數據采集如下圖。

（1）在開始200s壓強增大，增大的原因是_____。

（2）用上圖所示數據計算用這種方法測得的空氣中氧氣的體積分數是_____%（結果精確到0.1%）。

（三）結論：測定空氣中氧氣含量用燃燒法測定結果誤差較大，用緩慢氧化誤差較小。

Answer 1

【答案】紅磷燃燒產生大量白煙，放出熱量 4P+5O22P2O5 紅磷燃燒的熱量使氧氣體積膨脹或者裝置漏氣 不能完全被消耗 2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2 化合反應 20.2% 鐵的緩慢氧化使集氣瓶中的氧氣消耗更徹底，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 白磷緩慢氧化放熱溫度升高，氣體膨脹壓強增大 19.7%

【解析】

（一）

（1）紅磷在瓶中燃燒產生的現象是產生白煙，放出熱量，紅磷在空氣中燃燒生成五氧化二磷，反應的化學方程式是4P + 5O22P2O5；

（2）開始時氧氣的含量持續下降，一方面是氧氣被消耗，另一方面是生成物大量和氧傳感器接觸，但在110s時氧氣的含量又有所上升，其可能原因是紅磷燃燒的熱量使氧氣體積膨脹或者裝置漏氣；

（3）從以上數據分析最終集氣瓶中的氧氣含量在8.85%左右，所以最終集氣瓶中的氧氣不能完全消耗；

（二）Ⅰ．

（1）鐵生銹過程發生復雜的化學反應，首先是鐵與氧氣、水反應生成氫氧化亞鐵[Fe（OH）2]，反應的化學方程式為：2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2；該反應是由三種物質生成一種物質，反應的基本類型是化合反應；

（2）根據上表數據計算，改進實驗后測得的空氣中氧氣的體積分數=；

（3）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；

Ⅱ．（1）在開始200s壓強增大，增大的原因是白磷緩慢氧化放熱溫度升高，氣體膨脹壓強增大；

（2）用上圖所示數據計算用這種方法測得的空氣中氧氣的體積分數是=。