Question

【題目】某化學(xué)興趣小組對“空氣中氧氣含量的測定”展開探究．
（1）【實(shí)驗(yàn)回顧】實(shí)驗(yàn)室常用紅磷燃燒的方法測定空氣中氧氣的含量（如圖1、圖2），紅磷燃燒的符號表達(dá)式為 ． 興趣小組用該方法測出的氧氣含量常常遠(yuǎn)低于21%．
（2）【實(shí)驗(yàn)改進(jìn)】甲同學(xué)認(rèn)為誤差主要是由實(shí)驗(yàn)裝置造成的，于是改用圖3裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．

a.按圖2裝置實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)開始前應(yīng)先進(jìn)行的一步操作是 ． 實(shí)驗(yàn)中燃燒匙內(nèi)盛放紅磷的量必須 ．
b.按圖3裝置實(shí)驗(yàn)，點(diǎn)燃紅磷的方式不同于圖1，而是接通電源使電烙鐵發(fā)熱，點(diǎn)燃紅磷后，斷開電源．與圖2裝置相比，圖3裝置使用電烙鐵可以減小實(shí)驗(yàn)誤差，其原因是 ．
（3）【提出問題】在操作規(guī)范的情況下，用改進(jìn)后的裝置測得的氧氣含量約為14%．為什么測量結(jié)果與真實(shí)值仍有較大差距呢？
【查閱資料】燃燒過程中當(dāng)氧氣體積分?jǐn)?shù)低于7%時(shí)，紅磷就無法繼續(xù)燃燒．引起本實(shí)驗(yàn)的誤差除裝置外，還與可燃物的性質(zhì)有關(guān)．
【實(shí)驗(yàn)探究1】乙同學(xué)利用圖4裝置測定空氣中氧氣的含量．其中與集氣瓶相連的壓強(qiáng)傳感器等電子設(shè)備能將集氣瓶內(nèi)壓強(qiáng)精確地記錄并保存下來．圖5是用該裝置測得的木炭在集氣瓶中燃燒的壓強(qiáng)﹣時(shí)間關(guān)系圖（該裝置氣密性良好，P0是集氣瓶內(nèi)初始?xì)鈮�，P是反應(yīng)結(jié)束時(shí)恢復(fù)到室溫時(shí)集氣瓶內(nèi)的氣壓）．

a.反應(yīng)開始時(shí)集氣瓶中壓強(qiáng)會瞬間（填“變大”、“變小”或“不變”），原因是 ．
b.根據(jù)圖5，木炭不可代替紅磷測定空氣中氧氣含量的原因是 ．
（4）【實(shí)驗(yàn)探究2】已知常溫下鐵與空氣中的氧氣、水反應(yīng)生成鐵銹（主要成分是Fe2O3），在有氯化鈉、炭粉存在條件下，反應(yīng)速度較快．丙同學(xué)根據(jù)鐵生銹的原理，探究用鐵能否準(zhǔn)確測定空氣中氧氣的含量，設(shè)計(jì)了圖6所示實(shí)驗(yàn)裝置，8分鐘后測得數(shù)據(jù)如下表：

實(shí)驗(yàn)前的體積		實(shí)驗(yàn)后的體積
集氣瓶內(nèi)空氣	量筒內(nèi)水	量筒內(nèi)剩余水
262mL	180.0mL	127.2mL

丙同學(xué)將鐵粉、炭粉等物質(zhì)不是堆在瓶底，而是撒在浸潤氯化鈉的濾紙條上再貼在廣口瓶內(nèi)側(cè)，其目的是 ．
（5）根據(jù)表中數(shù)據(jù)計(jì)算空氣中的氧氣含量．（寫出計(jì)算過程，計(jì)算結(jié)果保留到0.1%）
【結(jié)論與反思】通過上述實(shí)驗(yàn)探究，選擇合適的物質(zhì)和實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可較為快速地完成實(shí)驗(yàn)并減小實(shí)驗(yàn)誤差．

Answer 1

【答案】
（1）4P+5O2 2P2O5
（2）檢查裝置氣密性；足量或過量；改進(jìn)后的裝置無需打開瓶塞點(diǎn)燃紅磷，避免瓶內(nèi)空氣外逸而而造成實(shí)驗(yàn)誤差
（3）變大；木炭燃燒放熱，使瓶內(nèi)溫度升高，壓強(qiáng)增大；木炭燃燒雖消耗氧氣但生成二氧化碳，反應(yīng)前后瓶內(nèi)壓強(qiáng)并未發(fā)生明顯變化
（4）增大反應(yīng)物之間的接觸面積
（5）氧氣的體積=180.0mL﹣127.2mL=52.8mL，氧氣的含量= ×100%=20.2%；
【解析】解：
【實(shí)驗(yàn)回顧】紅磷在空氣中燃燒生成五氧化二磷，紅磷燃燒的化學(xué)方程式為：4P+5O2 2P2O5；a.為了保證測定結(jié)果，實(shí)驗(yàn)開始前應(yīng)先進(jìn)行裝置氣密性的檢驗(yàn)，為了將空氣中的氧氣耗盡，實(shí)驗(yàn)中燃燒匙內(nèi)盛放紅磷的量必須足量或過量；b.按圖3裝置實(shí)驗(yàn)，點(diǎn)燃紅磷的方式不同于圖1，而是接通電源使電烙鐵發(fā)熱，點(diǎn)燃紅磷后，斷開電源．與圖2裝置相比，圖3裝置使用電烙鐵可以減小實(shí)驗(yàn)誤差，其原因是改進(jìn)后的裝置無需打開瓶塞點(diǎn)燃紅磷，避免瓶內(nèi)空氣外逸而而造成實(shí)驗(yàn)誤差；（3）圖5中反應(yīng)開始時(shí)集氣瓶中壓強(qiáng)瞬間變大的原因是木炭燃燒放熱，導(dǎo)致集氣瓶中的微粒之間的間隔變大，從而導(dǎo)致壓強(qiáng)增大．（4）該實(shí)驗(yàn)中不能用木炭燃燒測定空氣中氧氣含量，這是因?yàn)槟咎咳紵�生成二氧化碳�(xì)怏w，會導(dǎo)致水不能進(jìn)入集氣瓶．（5）丙同學(xué)將鐵粉、炭粉等物質(zhì)不是堆在瓶底，而是撒在浸潤氯化鈉的濾紙條上再貼在廣口瓶內(nèi)側(cè)，其目的是增大反應(yīng)物之間的接觸面積；（6）氧氣的體積=180.0mL﹣127.2mL=52.8mL，氧氣的含量= ×100%=20.2%；
答案：【實(shí)驗(yàn)回顧】4P+5O2 2P2O5；
【實(shí)驗(yàn)改進(jìn)】a.檢查裝置氣密性；足量或過量；b.改進(jìn)后的裝置無需打開瓶塞點(diǎn)燃紅磷，避免瓶內(nèi)空氣外逸而而造成實(shí)驗(yàn)誤差；（3）大；木炭燃燒放熱，使瓶內(nèi)溫度升高，壓強(qiáng)增大；（4）木炭燃燒雖消耗氧氣但生成二氧化碳，反應(yīng)前后瓶內(nèi)壓強(qiáng)并未發(fā)生明顯變化；（5）增大反應(yīng)物之間的接觸面積；（6）20.2%．
【考點(diǎn)精析】本題主要考查了書寫化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式的相關(guān)知識點(diǎn)，需要掌握注意：a、配平 b、條件 c、箭號才能正確解答此題．