Question

【題目】空氣中氧氣含量測定的再認識。
【實驗回顧】實驗室用紅磷燃燒來測定空氣中氧氣含量。
（1）寫出紅磷燃燒的化學方程式。
（2）實驗原理：紅磷燃燒消耗氧氣，使瓶內減小，燒杯中水倒吸到集氣瓶。若裝置的氣密性良好，操作規范，用量筒測量進入瓶中水的體積，能粗略測得空氣中氧氣的含量。
（3）對該實驗認識正確的是
A.紅磷燃燒產生大量白色的煙霧
B.紅磷的用量不足會導致測定氧氣體積含量偏大
C.紅磷燃燒以后，須冷卻到室溫方可打開止水夾
D.該實驗可說明N2難溶于水
（4）【發現問題】測量結果仍與理論值誤差較大。
有資料表明：燃燒過程中當氧氣體積分數低于7%時，紅磷就無法繼續燃燒。
【實驗改進】
根據鐵在空氣中生銹的原理設計右圖實驗裝置，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。

對此改進實驗的敘述，錯誤的是
A.此實驗的原理是利用鐵生銹消耗氧氣
B.實驗前一定要檢查裝置的氣密性
C.此實驗中鐵粉的多少不影響測量結果
D.此實驗測出氧氣的體積分數為18.3%

Answer 1

【答案】
（1）4P＋5O2 2P2O5
（2）壓強
（3）C、D
（4）C
【解析】(1)紅磷燃燒生成五氧化二磷，反應的化學方程式為：4P＋5O2 2P2O5；
(2)實驗原理：由于紅磷燃燒消耗空氣中的氧氣，使瓶內氣體的壓強減小，燒杯中水倒吸到集氣瓶；
(3)實驗過程中的現象：紅磷燃燒產生大量白色的煙霧；紅磷的用量不足、裝置漏氣、冷卻到室溫打開止水夾等會導致測定氧氣體積含量偏小；同時說明剩余的氣體難溶于水，不燃燒；故答案為：CD;
(4)從實驗原理角度分析，改進實驗準確度更髙的主要原因是：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，故A正確；實驗前一定要檢查裝置的氣密性，故B正確；此實驗中鐵粉的量不足會使測量結果偏小，故C錯誤；此實驗測出氧氣的體積分數為×100%≈18.3%，故正確。故答案為:C.
紅磷和氧氣燃燒生成五氧化二磷，據此書寫化學方程式；紅磷燃燒消耗了氧氣生成了五氧化二磷固體造成瓶內壓強減小。實驗現象：紅磷燃燒，產生大量白煙、放熱、 冷卻后打開彈簧夾，水沿著導管進入集氣瓶中，進入集氣瓶內水的體積約占集氣瓶空氣總體積的1/5。實驗注意事項：紅磷必須過量。如果紅磷的量不足，集氣瓶內的氧氣沒有被完全消耗，測量結果會偏小。裝置氣密性要好。如果裝置的氣密性不好，集氣瓶外的空氣進入集氣瓶，測量結果會偏小。導管中要注滿水。否則當紅磷燃燒并冷卻后，進入的水會有一部分殘留在試管中，導致測量結果偏小。冷卻后再打開彈簧夾，否則測量結果偏小。如果彈簧夾未夾緊，或者塞塞子的動作太慢，測量結果會偏大。紅磷會在剩余的氣體中熄滅，所以剩余的氣體（主要是氮氣），難溶于水，不燃燒，不支持燃燒；改進實驗中為了使集氣瓶中的氧氣消耗干凈，同樣需要過量的鐵粉與氧氣和水發生緩慢氧化，從而把氧氣消耗完，才能使實驗數據準確；