题目内容

4．小明发现实验室用燃烧红磷的方法（装置如图1）测定空气中氧气的含量得出的数据常常远低于理论值21%，这是为什么呢？下面是小明进行的实验探究，请你参与并回答相关的问题．

【进行猜想】（1）装置漏气；（2）红磷不足，装置内氧气有剩余；…
【实验与交流】在老师的指导下，小明分别用过量的红磷和白磷进行该实验，用测氧气浓度的电子传感器测得反应后装置内氧气浓度分别为8.85%和3.21%．请从燃烧条件的角度回答产生上述结果的主要原因．白磷的着火点比红磷低，更容易燃烧，试写出红磷燃烧的化学方程式4P+5O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P2O5．
【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．于是进行了如装置图2所示的实验．经过7天测得的数据计算出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及原因．实验结果更准确，耗氧更彻底
【实验探究2】为了加快反应速率，小明通过查询资料，利用铁粉、炭粉、氯化钠等物质又进行了如装置图3所示实验．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
131mL90.0mL63.6mL
请计算出空气中氧气含量20.2%（计算结果保留一位小数）．
【结论与反思】从上述实验现象看：铁粉比铁丝更易生锈，说明化学反应的速度与物质的接触面积有关；炭粉和氯化钠能加快反应速率．
【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[铜绿主要成分为Cu2（OH）2CO3]，若将图2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的含量是0.03%，铜不能把装置中的氧气耗尽．

分析 【进行猜想】
如果装置漏气，装置内氧气有剩，没有冷却至室温就打开止水夹，都能够导致进入集气瓶中的水不到集气瓶容积的五分之一；
【实验与交流】
白磷的着火点比红磷的着火点低；
白磷、红磷在空气中燃烧都生成五氧化二磷；
【交流与反思】
反应物不同，反应程度可能不一样；
【实验探究2】
根据提供的数据可以进行相关方面的计算；
【结论与反思】
反应物接触面积越大，反应速率越快；
【拓展延伸】
空气中二氧化碳的含量较小．

解答 解：【进行猜想】
如果装置漏气，装置内氧气有剩，没有冷却至室温就打开止水夹，都能够导致进入集气瓶中的水不到集气瓶容积的五分之一．
故填：红磷不足．
【实验与交流】
用测氧气浓度的电子传感器测得反应后装置内氧气浓度分别为8.85%和3.21%，从燃烧条件的角度分析，产生上述结果的主要原因是：白磷的着火点比红磷低，更容易燃烧；
红磷燃烧生成五氧化二磷，反应的化学方程式为：4P+5O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P2O5．
故填：白磷的着火点比红磷低，更容易燃烧；4P+5O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P2O5．
【交流与反思】
与用红磷燃烧的方法相比，用铁丝生锈的方法测定的主要优点及原因是：实验结果更准确，耗氧更彻底．
故填：实验结果更准确，耗氧更彻底．
【实验探究2】
空气中氧气含量为：$\frac{90.0mL-63.6mL}{131mL}$×100%=20.2%，
故填：20.2%．
【结论与反思】
从上述实验现象看：铁粉比铁丝更易生锈，说明化学反应的速度与物质的接触面积有关，即接触面积越大，反应速率越快；
炭粉和氯化钠能加快反应速率．
故填：接触面积；加快．
【拓展延伸】
不能比较准确地测定空气中氧气的含量，这是因为空气中二氧化碳的含量是0.03%，铜和水、氧气、二氧化碳反应时，由于二氧化碳含量低，铜不能把装置中的氧气耗尽．
故填：不能；因为空气中二氧化碳的含量是0.03%，铜不能把装置中的氧气耗尽．

点评 合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础．

练习册系列答案
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9．化学兴趣小组在李老师指导下，改进了“测量空气中氧气体积分数”的实验装置（见图），并进行以下实验探究活动，请你一同参与．
【查阅资料】
①白磷剧毒，着火点低（40℃），易燃烧，且耗氧彻底．
②硫酸铜溶液能与白磷反应，从而化解白磷的毒性．
【实验探究】
（1）在确保装置不漏气时，按图装入药品、连好仪器．
（2）将锥形瓶底部放入热水中，白磷很快被引燃．白磷燃烧的化学方程式是4P+5O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P2O5．
（3）燃烧结束后，等到锥形瓶冷却到室温，按下注射器，使注射器针头穿透橡皮塞，此时注射器里的硫酸铜溶液会流入锥形瓶中，以弥补氧气的体积．如果实验比较成功，测得氧气的体积分数约是20%，最终注射器里的液面约停留在4mL刻度处．
【反思评价】
（1）实验结束、振荡锥形瓶，硫酸铜溶液能与剩余的白磷发生反应，有关的化学方程式为：
11Px+60CuSO4+96H2O=20Cu3P↓+24H3PO4+60H2SO4，则x=4．
（2）此改进装置与课本上“测量空气中氧气体积分数”实验装置相比，有不少的优点，请你写出1条：操作更简单．
16．下列实验方案合理的是（　　）
选项实验目的所用试剂或方法
A除去氯化钠中混有的少量氯化钙加入碳酸钾，过滤
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13．下列变化一定属于物理变化的是（　　）
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