Question

16．兴趣小组对测定空气中氧气含量的实验进行了回顾和探究．
【实验回顾】（1）实验室常用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的含量，写出红磷燃烧的化学方程式4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₅．
（2）兴趣小组用该方法测出的氧气含量常常低于$\frac{1}{5}$，可能的原因是①装置漏气；②红磷不足，装置内氧气有剩余；…
（3）在老师的指导下，兴趣小组用正确的方法进行该实验，并用氧气浓度传感器测定反应后装置内氧气浓度为5.85%．
【实验探究1】小明根据铁生锈的原理，探究用铁能否准确测定空气中氧气的含量，于是进行了实验（装置如图1）通过7天测得的数据计算空气中氧气的含量为19.13%．
【交流与反思】与用红磷燃烧的方法相比，用铁丝生锈的方法测定的主要优点是：装置内残留的氧气更少，实验结果更准确．
【实验探究2】为了加快反应速率，小明通过查阅资料，利用铁粉、炭粉、氧化钠等物质又进行了实验（装置如图2），8分钟后测得的数据如下表：

实验前的体积		实验后的体积
集气瓶内空气	烧杯内蒸馏水	烧杯内剩余蒸馏水
131.0mL	90.0mL	63.6mL

请写出利用上述数据计算出空气中氧气含量的计算式$\frac{26.4mL}{130mL}$×100%．
【结论与反思】通过上述实验探究，选择铁粉、炭粉、氯化钠和蒸馏水（填物质名称）进行实验，可较为快速地完成实验并减小实验误差．
【拓展延伸】铜也能与空气中氧气、水、二氧化碳反应而锈蚀，生成铜绿[化学方程式为2Cu+O₂+H₂O+CO₂═Cu₂（OH）₂CO₃）．若将实验探究1装置中的粗铁丝换成足量的铜丝进行实验，请判断能否比较准确地测定空气中氧气的含量，并说明理由不能；因为空气中二氧化碳含量约只有0.03%，铜不能将装置中的氧气几乎耗尽．

Answer 1

分析 【实验回顾】根据磷和氧气在点燃的条件下生成五氧化二磷解答；
【进行猜想】根据本探究实验一般要注意以下几点：①装置的气密性好；②所用药品红磷的量，必须是足量；③读数时一定要冷却到原温度；④生成物的状态一般要求是固态等．
【交流与反思】根据用铁丝生锈的方法测定的主要优点装置内残留的氧气更少，实验结果更准确解答；
【实验探究2】根据烧杯内蒸馏水减少的体积为氧气的体积解答；
【结论与反思】根据题中信息分析解答；
【拓展延伸】根据生成铜绿的条件解答．

解答 解：
【实验回顾】磷和氧气在点燃的条件下生成五氧化二磷，反应的化学方程式为：4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₅；
【进行猜想】实验中所取的红磷不足（或实验前没有夹弹簧夹、实验装置可能未冷却就打开弹簧夹等）；
【交流与反思】铁丝在水、氧气的条件下很容易生锈，与用红磷燃烧的方法相比，用铁丝生锈的方法测定的主要优点及原因：装置内残留的氧气更少，实验结果更准确；
【实验探究2】
烧杯内蒸馏水减少的体积为氧气的体积=90mL-63.6mL=26.4mL
空气中氧气含量=$\frac{26.4mL}{130mL}$×100%≈20.2%
【结论与反思】
通过上述实验探究，选择铁粉、炭粉、氯化钠和蒸馏水或白磷等物质进行实验，可较为快速地完成实验并减小实验误差．
【拓展延伸】铜也能与空气中氧气、水、二氧化碳反应而锈蚀，生成铜绿[铜绿的主要成分为Cu₂（OH）₂CO₃]，若将图3装置中的粗铁丝换成足量的铜丝进行实验，不能比较准确地测定空气中氧气的含量，因为空气中二氧化碳含量约只有0.03%，铜不能将装置中的氧气几乎耗尽．
答案：
【实验回顾】4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₅；
【进行猜想】红磷不足；
【交流与反思】装置内残留的氧气更少，实验结果更准确；
【实验探究2】$\frac{26.4mL}{130mL}$×100%；
【结论与反思】铁粉、炭粉、氯化钠和蒸馏水；
【拓展延伸】不能；因为空气中二氧化碳含量约只有0.03%，铜不能将装置中的氧气几乎耗尽．

点评 本考点是用红磷测定氧气在空气中的体积分数，属于实验方法和过程的探究．这类探究实验要具体问题具体分析，根据设计的步骤中不同的现象去思考、去探究，从而回答题目给出的问题．本考点主要出现在填空题和实验题中．