Question

【題目】空氣中氧氣含量測定的再認識。

【實驗回顧】如圖是實驗室用紅磷燃燒來粗略測定空氣中氧氣含量的裝置。寫出紅磷燃燒的化學方程式_______________________。

步驟如下：

①用彈簧夾夾緊橡皮管。

②點燃燃燒匙內的紅磷，立即伸入瓶中并塞緊塞子。

③_____________________________________。

④觀察并記錄水面的變化情況。

【實驗反思】多次實驗，發現集氣瓶內上升的水的體積始終小于瓶內原空氣體積的1/5。

【實驗改進1】

I．根據鐵在空氣中生銹的原理（鐵與氧氣和水發生反應生成鐵銹）設計右圖實驗裝置，再次測定空氣中氧氣含量。裝置中的食鹽水和活性炭會加速鐵生銹。

II．測得實驗數據如表

測量項目	實驗前	實驗后
	燒杯中水的體積	燒杯中剩余水的體積	集氣瓶（扣除內容物）和導管的容積
體積/mL	80.0	54.5	126.0

【交流表達】（1）鐵生銹過程發生復雜的化學反應，首先是鐵與氧氣、水反應生成氫氧化亞鐵，寫出該反應的化學方程式____________________________________。

（2）根據表中數據計算，改進實驗后測得的空氣中氧氣的體積分數是________。（消耗的水的體積忽略不計，計算結果保留一位小數）。

【猜想與假設】根據鐵生銹的原理，某同學對最終生成的鐵銹的主要成分作出猜想：

（Ⅰ）氧化鐵（Ⅱ）碳酸鐵，你認為猜想 （填序號）一定是錯誤的，理由是 。

【實驗改進2】

使用右圖裝置進行實驗。實驗前應先進行的操作是______________________。

【實驗過程】步驟1：在注射器中放入裝有足量鐵粉、活性炭粉的浸有食鹽水的紙袋，封閉。

步驟2：打開彈簧夾，將活塞向右拉至一定距離，關閉彈簧夾。

步驟3：不斷輕輕晃動注射器，至活塞位置不再發生變化。

【數據處理】實驗中需要記錄的數據是___________________________________________。

計算得出氧氣約占空氣總體積的1/5。

【計算】鐵的氧化物有多種，116g四氧化三鐵與多少g氧化亞鐵（FeO）中所含的氧元素質量相等。（寫出計算過程）

【實驗評價】與燃燒紅磷法相比，用改進實驗測定空氣中氧氣含量的優點是____________

____________________________________________。

Answer 1

【答案】【實驗回顧】4P+5O22P2O5。③待裝置冷卻后打開彈簧夾。

【實驗改進1】2Fｅ+2H2O+O2====2Fe(OH)2；20.2%。猜想Ⅱ；化學反應前后元素種類不變。

【實驗改進2】檢查裝置的氣密性。注射器中原來的空氣體積，反應后剩余氣體的體積。

【計算】144g

【實驗評價】不受氧氣含量多少的影響，使結果更準確

【解析】

試題分析：紅磷燃燒的化學方程式4P+5O22P2O5；點燃燃燒匙內的紅磷，立即伸入瓶中并塞緊塞子，待裝置冷卻后打開彈簧夾，觀察進水的情況；鐵與氧氣、水反應生成氫氧化亞鐵，寫出該反應的化學方程式2Fｅ+2H2O+O2====2Fe(OH)2；根據進入的水的體積計算出氧氣的體積是=80.0ml-54.5ml=25.5ml，所以改進實驗后測得的空氣中氧氣的體積分數是=2.5ML÷126.0ML=20.2%；根據鐵生銹的原理，最終生成的鐵銹的主要成分作出猜想：（Ⅰ）氧化鐵（Ⅱ）碳酸鐵，猜想Ⅱ一定是錯誤的，理由是化學反應前后元素種類不變；使用右圖裝置進行實驗。實驗前應先進行的操作是檢查裝置的氣密性；實驗中需要記錄的數據是注射器中原來的空氣體積，反應后剩余氣體的體積，依此確定氧氣的體積數；與燃燒紅磷法相比，用改進實驗測定空氣中氧氣含量的優點是不受氧氣含量多少的影響，使結果更準確。設116g四氧化三鐵與Xg氧化亞鐵（FeO）中所含的氧元素質量相等。則：116克×64／232×100%=X克×16／72×100%求得X=144克。