Question

【題目】實(shí)驗(yàn)室常用紅磷燃燒的方法測(cè)定空氣中氧氣的含量（裝置如圖1），

寫出紅磷燃燒的化學(xué)方程式____。打開止水夾后，水能進(jìn)入集氣瓶中的原因是______。

（提出問題）某興趣小組用該方法測(cè)出的氧氣含量常常遠(yuǎn)低于21%。為什么？

（進(jìn)行猜想）（1）裝置漏氣；（2）________（3）反應(yīng)后未冷卻到室溫……

在老師的指導(dǎo)下，小組同學(xué)在裝置氣密性能良好、操作規(guī)范的情況下，重復(fù)圖1實(shí)驗(yàn)，測(cè)定結(jié)果低于20%，用測(cè)氧氣濃度的傳感器測(cè)得反應(yīng)后裝置內(nèi)氧氣濃度為8.85%.

（查閱資料）：燃燒過程中當(dāng)氧氣體積分?jǐn)?shù)低于7%時(shí)，紅磷就無法繼續(xù)燃燒，因此通過上述實(shí)驗(yàn)，測(cè)量結(jié)果與理論值誤差較大。

（實(shí)驗(yàn)探究）再次測(cè)定空氣中氧氣含量。

該小組同學(xué)根據(jù)鐵在空氣中生銹的原理設(shè)計(jì)圖2實(shí)驗(yàn)裝置。

Ⅰ．同學(xué)們采用了“暖寶寶”做實(shí)驗(yàn)，暖寶寶中含有鐵粉、活性炭、水、氯化鈉等物質(zhì)。裝置中飽和食鹽水會(huì)加速鐵生銹。

鐵生銹過程發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，首先是鐵與氧氣、水反應(yīng)生成氫氧化亞鐵。

工業(yè)上用一氧化碳還原赤鐵礦（主要成分氧化鐵），寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式: ______。

Ⅱ．8分鐘后測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表。根據(jù)如表數(shù)據(jù)計(jì)算，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)后測(cè)得的空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)是 ________。（寫出數(shù)據(jù)表達(dá)式即可）

測(cè)量項(xiàng)目	實(shí)驗(yàn)前	實(shí)驗(yàn)后
	燒杯中水的體積	燒杯中剩余水的體積	集氣瓶（扣除內(nèi)容物） 和導(dǎo)管的容積
體積/mL	100.0	74.5	126.0

（結(jié)論）該測(cè)定方法，裝置內(nèi)殘留的氧氣更少，實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確。

（拓展）小組中某同學(xué)認(rèn)為實(shí)驗(yàn)后的暖寶寶貼中仍含有鐵粉，才能說明該結(jié)果接近精確值。

請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明反應(yīng)后的暖寶寶中仍有鐵單質(zhì)存在__________。

Answer 1

【答案】4P+5O22P2O5 紅磷把空氣中的氧氣反應(yīng)了，瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)減小，內(nèi)外產(chǎn)生壓強(qiáng)差 紅磷的量不足 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 20.2% 向剩余物中滴加稀硫酸，有氣泡冒出

【解析】

裝置如圖1：紅磷和氧氣在點(diǎn)燃的條件下生成五氧化二磷，化學(xué)方程式為：4P+5O22P2O5；打開止水夾后，水能進(jìn)入集氣瓶中的原因是：紅磷把空氣中的氧氣反應(yīng)了，瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)減小，內(nèi)外產(chǎn)生壓強(qiáng)差，所以水能進(jìn)入集氣瓶；

[進(jìn)行猜想]進(jìn)行此實(shí)驗(yàn)時(shí)，必須保證裝置的氣密性良好，紅磷足量，瓶子冷卻后再打開彈簧夾，否則會(huì)導(dǎo)致結(jié)果不準(zhǔn)確；

[實(shí)驗(yàn)探究]Ⅰ、氧化鐵和一氧化碳在高溫的條件下鐵和二氧化碳，化學(xué)方程式為：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；

Ⅱ、根據(jù)如表數(shù)據(jù)計(jì)算，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)后測(cè)得的空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)= ×100%≈20.2%；

[拓展]小組中某同學(xué)認(rèn)為實(shí)驗(yàn)后的暖寶寶貼中仍含有鐵粉，才能說明該結(jié)果接近精確值；證明反應(yīng)后的暖寶寶中仍有鐵單質(zhì)存在的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是：向剩余物中滴加稀硫酸，有氣泡冒出。