Question

19．空氣中氧氣含量測定的再認識．

【實驗回顧】如圖1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，使瓶內壓強減小，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．
【問題提出】有實驗資料表明：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，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．根據鐵在空氣中生銹的原理設計如圖2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．
Ⅱ．測得實驗數據如表

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

【交流表達】
（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2Fe+O₂+2H₂O=2Fe（OH）₂．
（2）根據表中數據計算，改進實驗后測得的空氣中氧氣的體積分數是20.2%（計算結果精確到0.1%）．
（3）從實驗原理角度分析，改進后的實驗結果比前者（用紅磷燃燒來測定空氣中氧氣含量）準確度更髙的原因是：①氧氣完全反應；②避免了燃燒匙伸入集氣瓶中時導致的空氣外逸．

Answer 1

分析 紅磷在空氣中燃燒生成五氧化二磷；
根據表中提供的數據可以計算空氣中氧氣的含量；
根據反應物、生成物、反應條件及其質量守恒定律可以書寫反應的化學方程式；
不同的實驗裝置，優缺點不同．

解答 解：【實驗回顧】
（1）紅磷燃燒生成五氧化二磷，反應的文字表達式為：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，使瓶內壓強減小，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．
【交流表達】
（1）鐵與氧氣、水反應生成氫氧化亞鐵[Fe（OH）₂]，該反應的化學方程式為：2Fe+O₂+2H₂O=2Fe（OH）₂．
故填：2Fe+O₂+2H₂O=2Fe（OH）₂．
（2）改進實驗后測得的空氣中氧氣的體積分數為：$\frac{80.0mL-54.5mL}{126mL}$×100%=20.2%，
故填：20.2%．
（3）從實驗原理角度分析，改進后的實驗結果比前者精確度更高的原因是：氧氣完全反應，避免了燃燒匙伸入集氣瓶中時導致的空氣外逸．
故填：氧氣完全反應；避免了燃燒匙伸入集氣瓶中時導致的空氣外逸．
答案：
【實驗回顧】（1）磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷；（2）壓強；
【交流表達】
（1）2Fe+O₂+2H₂O=2Fe（OH）₂．
（2）20.2%．
（3）氧氣完全反應；避免了燃燒匙伸入集氣瓶中時導致的空氣外逸．

點評 合理設計實驗，科學地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結論的前提，因此要學會設計實驗、進行實驗、分析實驗，為學好化學知識奠定基礎．