题目内容
【题目】已知空气的主要成分是氮气和氧气。某课外活动小组设计了测定空气中氧气含量的实验。
实验装置如图所示：
（1）该实验中红磷需稍过量，目的是______________。
（2）待燃烧停止，白烟消失并冷却后，打开止水夹，观察到烧杯中的水进入集气瓶。由此可得氧气约占空气总体积的________ 。由本实验还可推知氮气的哪一些性质？试写出其中的一条_________________。
（3）若将红磷换成碳粉，该实验能否获得成功？_______ （填“能”或“否”）。理由是_______________。
（4）红磷熄灭后，打开止水夹后，发现最终进入集气瓶的水的体积小于1/5，试分析其可能的原因(至少写三点)： ； ； 。
【答案】(1)用红磷完全消耗瓶中空气里的氧气
(2)1/5 氮气难溶于水(或氮气不燃烧,也不支持燃烧)
(3)否 碳粉燃烧产物是二氧化碳气体
(4)红磷的用量不足 装置的密封性不好 没有冷却到室温就打开止水夹
【解析】
试题分析：(1) 该实验中红磷需稍过量，目的是：用红磷完全消耗瓶中空气里的氧气，这样使测量结果更准确
(2) 待燃烧停止，白烟消失并冷却后，打开止水夹，观察到烧杯中的水进入集气瓶，且约占集气瓶总体积的1/5，由此可得氧气约占空气总体积的1/5；由于氧气被消耗，剩余的气体主要是氮气，而红磷没有继续燃烧，说明氮气氮气不燃烧,也不支持燃烧；水进入集气瓶大于1/5后就不再进入，也说明氮气难溶于水
(3) 若将红磷换成碳粉，该实验不能获得成功，故填否，原因是：碳粉燃烧产物是二氧化碳气体，使得瓶内的压强变化不大
(4) 红磷熄灭后，打开止水夹后，发现最终进入集气瓶的水的体积小于1/5，可能的原因：1、红磷的用量不足，这样就不能充分消耗完瓶内的氧气，使测量结果偏小；2、装置的密封性不好，使得空气又会进入到集气瓶中，使得测量结果偏小；3、没有冷却到室温就打开止水夹，瓶内气体处于膨胀状态，体积变大，同样使得测量结果偏小；
【题目】（7分）用来测定空气成分的方法很多。如下图所示的是小芳同学用红磷在空气中燃烧的测定方法。实验过程是：
第一步：将集气瓶容积划分为五等份，并做好标记。
第二步：点燃燃烧匙内的红磷，伸入集气瓶中并把塞子塞紧。
第三步：待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，发现水被吸 入集气瓶中，进入集气瓶中水的体积约为集气瓶总容积的1/5。
请回答下列问题：
（1）上面的实验同时证明了氮气有___________的化学性质。 （答一点即可）
（2）实验完毕，若进入集气瓶中水的体积不到总容积的1/5，你认为导致这一结果的原因可能是________________________：_________________________。 （答两点即可）
【问题提出】有实验资料表明：此实验因为设计缺陷，在操作规范的情况下也常常测出氧气的含量会大于1/5
（3）小包同学设想用其他物质代替红磷进行实验（装置不变），则下列因素不会影响实验结果的是（填字母标号）：_________
A．替代物能否和氧气反应 B．替代物的用量
C．替代物能否溶于水 D．生成物的状态
【实验改进】
Ⅰ. 根据铁在空气中生锈的原理设计图实验装置，再次测定空气中氧气含量。装置中饱和食盐水、活性炭会加速铁生锈。
Ⅱ.测定实验数据如表4
测量 项目 | 实验前 | 实验后 | |
烧杯中水的体积 | 烧杯中剩余水的体积 | 集气瓶（扣除内容物）和导管的容积 | |
体积/mL | 80.0 | 54.5 | 126.0 |
【交流表达】
（4）铁生锈过程发生复杂的化学反应，首先是铁与氧气、水反应生成氢氧化铁[Fe(OH)2]，写出该反应的化学方程式 。
（5）根据表4数据计算，改进实验后测得的空气中氧气的体积分数是 （计算结果精确到0.1%）。
（6）从实验原理角度分析，改进后的实验结果比前者准确度更高的原因是：_________________________；（写一点）
