Question

18．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：剧烈燃烧，产生大量白烟，放出热量，文字表达式磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷．
（2）实验原理：由于红磷燃烧消耗空气中的氧气，使瓶内压强减小，烧杯中水倒吸到集气瓶．若装置的气密性良好，操作规范，用量筒测量进入瓶中水的体积，能粗略测得空气中氧气的含量．
【问题提出】有实验资料表明：燃烧过程中当氧气体积分数低于7% 时，红磷就无法继续燃烧，因此通过上述实验，测置结果与理论值偏低（填“偏低”或“偏高”）．
【实验改进】
Ⅰ．根据铁在空气中生锈也能消耗空气中的氧气，设计如图2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，加快氧气的消耗速度．
Ⅱ．测得实验数据如表4
【交流表达】
（1）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20.2%（计算结

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

果精确到0.1%）．
（2）从实验原理角度分析，改进后的实验结果比前者准确度更髙的原因是：①能够把氧气完全消耗；②避免了燃烧匙伸入集气瓶时导致的气体外逸．

Answer 1

分析 红磷在空气中能够剧烈燃烧，产生大量白烟，放出热量，生成白色固体五氧化二磷；
根据提供的数据可以计算空气中氧气的体积分数；
不同的实验装置，优缺点不同．

解答 解：【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）红磷燃烧的现象是：剧烈燃烧，产生大量白烟，放出热量；
红磷在空气中燃烧生成五氧化二磷，反应的文字表达式为：磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷．
故填：剧烈燃烧，产生大量白烟，放出热量；磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷．
（2）实验原理：由于红磷燃烧消耗空气中的氧气，使瓶内压强减小，烧杯中水倒吸到集气瓶．若装置的气密性良好，操作规范，用量筒测量进入瓶中水的体积，能粗略测得空气中氧气的含量．
故填：压强．
【问题提出】
燃烧过程中当氧气体积分数低于7% 时，红磷就无法继续燃烧，因此通过上述实验，氧气不能完全消耗，导致进入集气瓶中的水偏少，从而导致测置结果比理论值偏低．
故填：偏低．
【交流表达】
（1）改进实验后测得的空气中氧气的体积分数是：$\frac{80.0mL-54.5mL}{126.0mL}$×100%=20.2%．
故填：20.2%．
（2）从实验原理角度分析，改进后的实验结果比前者准确度更髙的原因是：能够把氧气完全消耗；避免了燃烧匙伸入集气瓶时导致的气体外逸．
故填：能够把氧气完全消耗；避免了燃烧匙伸入集气瓶时导致的气体外逸．

点评 实验现象是物质之间相互作用的外在表现，因此要学会设计实验、观察实验、分析实验，为揭示物质之间相互作用的实质奠定基础．