题目内容

10．空气中氧气含量测定的再认识．

【实验回顾】如图1是实验室用红磷燃烧来粗略测定空气中氧气含量的装置．
（1）写出红磷燃烧的现象产生大量白烟；
（2）实验步骤：
①用止水夹夹紧橡皮管．
②点燃燃烧匙内的红磷，立即伸入瓶中并塞紧瓶塞．
③燃烧结束，等到冷却到室温再打开止水夹．
④观察并记录水面的变化情况．
多次实验发现，集气瓶内上升的水面始终小于瓶内原有空气体积的$\frac{1}{5}$．
【实验改进】
Ⅰ．根据铁在空气中生锈的原理设计如图2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．测得实验数据如表
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/mL80.054.5126.0
【交流表达】
（1）铁生锈过程过程复杂的化学反应，首先是铁与氧气、水反应生成氢氧化亚铁[Fe（OH）2]，写出该反应的化学方程式2Fe+2H2O+O2=2Fe（OH）2；
（2）根据表中数据计算，改进实验后测得的空气中氧气的体积分数是20.2%（计算结果精确到0.1%）；
【拓展研究】查阅资料得知，当空气中氧气的体积分数降至约为7%以下时，红磷不再燃烧，由此可知，燃烧红磷法测定结果不够准确的原因的是氧气含量太少时，可燃物无法燃烧；
【实验评价】与燃烧红磷法相比，铁生锈法测定空气中氧气含量的优点是①铁的缓慢氧化使集气瓶中的氧气消耗更彻底，使实验结果更准确．②测量时考虑到导管容积和扣除内容物后的集气瓶容积，使实验结果更准确（写一点即可）．

分析 （1）根据红磷燃烧的现象进行解答；
（2）根据测定空气中氧气含量的实验步骤分析解答；
【交流表达】
（1）根据铁生锈的知识进行分析解答即可；
（2）根据提供的数据可以计算空气中氧气的体积分数；
（3）根据可燃物燃烧的条件分析解答；
【实验评价】根据不同的实验装置，优缺点不同解答．

解答 解：
【实验回顾】（1）红磷燃烧产生大量白烟，放热；
（2）实验步骤：
①用止水夹夹紧橡皮管．
②点燃燃烧匙内的红磷，立即伸入瓶中并塞紧瓶塞．
③燃烧结束，等到冷却到室温再打开止水夹；
④观察并记录水面的变化情况．
【交流表达】（1）根据铁与氧气、水反应生成氢氧化亚铁[Fe（OH）2]，可知反应物、生成物，故该反应的化学方程式为：2Fe+2H2O+O2=2Fe（OH）2；
（2）根据反应前后烧杯内水的体积变化可以看出，消耗的氧气的体积是：80-54.5=25.5mL，故氧气的体积分数为$\frac{25.5mL}{126mL}$×100%≈20.2%；
（3）当空气中氧气的体积分数降至约为7%以下时，红磷不再燃烧，由此可知，燃烧红磷法测定结果不够准确的原因的是：氧气含量太少时，可燃物无法燃烧；
【实验评价】与燃烧红磷法相比，铁生锈法测定空气中氧气含量的优点是：使用铁的缓慢氧化消耗氧气，使氧气消耗的更为彻底，实验结果更准确，测量时考虑导管容积和扣除内容物后的集气瓶的体积，使实验结果更为准确，装置气密性更好．
答案：
【实验回顾】
（1）产生大量白烟；
（2）燃烧结束，等到冷却到室温再打开止水夹；
【交流表达】
（1）2Fe+2H2O+O2=2Fe（OH）2；
（2）20.2%；
（3）氧气含量太少时，可燃物无法燃烧；
【实验评价】①铁的缓慢氧化使集气瓶中的氧气消耗更彻底，使实验结果更准确．②测量时考虑到导管容积和扣除内容物后的集气瓶容积，使实验结果更准确．

点评 本题考查的是氧气的含量的测定以及实验装置的改进，完成此题可以依据已有的知识进行，请注意题目中要求写文字表达式．

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