题目内容
【题目】小明在学习了空气一课后，对空气的组成测定实验很感兴趣，于是进行了以下一系列实验探究。
【实验复演】为测定空气的组成，小明选用红磷，按下图甲所示的装置，按课本上的实验要求进行实验，最后打开止水夹，他观察到______________________________________，从而证实了空气是一种混合物。在此实验过程中发生反应的文字表达式为：_______________________________。
【实验分析】然而，小明的实验出现了误差，仔细分析原因后发现，此实验过程中，要注意以下几点：①实验前必须检查装置的气密性；②红磷必须足量；③点燃的红磷必须迅速伸入集气瓶；④______________________。之后，他又做了一次实验，可结果还是有误差，他发现是实验装置有问题，于是对装置进行了改进。
【实验改进】小明改用了下图乙装置进行实验，步骤如下：
①连接装置并检查气密性。
②在量筒内加入100毫升的水。
③在广口瓶中加入少量水，使瓶内空气体积为250毫升。
④在燃烧匙内放入足量的红磷，塞紧瓶塞，关闭止水夹，接通电源使电烙铁发热，点燃红磷后，断开电源。
⑤燃烧结束并充分冷却后，打开止水夹，待量筒内水面不再下降时，记录量筒内水的体积为48毫升。
⑴ 与装置甲相比，装置乙可以减小实验误差，其原因是：① ____________；② __________。
⑵ 根据本实验数据，计算出空气中氧气的体积分数为______________。
【实验再思考】通过氧气课题的学习，小明知道了硫粉在空气中也能燃烧，消耗氧气，因此用硫粉代替红磷进行了上述实验，但发现没有倒吸现象，原因是_________________________________。结合铁丝的燃烧，小明又迅速否认了用铁丝代替红磷的念头，因为___________________________。所以，在选择此实验的反应物时，需要考虑全面。
【实验延伸】通过硫粉与铁丝在空气及氧气中燃烧的实验，得出了“反应能否发生以及反应的剧烈程度与反应物的浓度有关”的结论。
如右图所示是铁丝在氧气中燃烧的改进实验，用适量双氧水和二氧化锰代替原实验中集气瓶里的水。
①实验中可观察到非常明显的实验现象，其中能说明铁丝燃烧是化学变化的现象 是__________，请写出该反应的文字表达式：____________。
②用双氧水和二氧化锰代替原集气瓶里的水，其优点有：i．实验更简便；ii．_______________。
【答案】 烧杯中的水进入集气瓶，但未全部充满集气瓶 磷+氧气
五氧化二磷 必须待红磷熄灭并冷却后才能打开止水 避免了点燃的红磷伸入集气瓶时空气受热逸出 避免了残留在导管中的水引起的实验误差 20.8% 硫燃烧虽然消耗了氧气但生成了二氧化硫气体，集气瓶内压强几乎不变 铁丝在空气中不能燃烧，无法消耗氧气 生成黑色固体 铁+氧气四氧化三铁 使铁丝能够持续燃烧
【解析】【实验复演】红磷燃烧耗尽了集气瓶中的氧气，冷却至室温后，装置内的压强小于外界大气压，打开止水夹后观察到烧杯中的水会进入集气瓶中，约占集气瓶水面以上空气体积的五分之一；磷与氧气反应生成五氧化二磷，该反应的文字表达式：磷+氧气
五氧化二磷；【实验分析】实验操作中应注意的问题有：装置气密性要好；红磷要足量；要冷却到室温再打开弹簧夹等；故④是：必须待红磷熄灭并冷却后才能打开止水；【实验改进】(1) 与装置甲相比，装置乙中使用电烙铁可以减小实验误差，其原因是：改进后的装置无需打开瓶塞点燃红磷，避免瓶内空气外逸而而造成实验误差、避免了残留在导管中的水引起的实验误差；(2) 根据本实验数据，空气中氧气的体积分数=
=20.8%； 【实验再思考】硫燃烧虽然消耗了氧气但生成了二氧化硫气体，集气瓶内压强几乎不变；铁丝在空气中不能燃烧，无法消耗氧气；【实验延伸】①化学反应的特征是有新物质生成，能说明铁丝燃烧是化学变化的现象是生成黑色固体；该反应的文字表达式：铁+氧气四氧化三铁；②双氧水和二氧化锰会产生氧气。
