Question

【題目】某化學(xué)興趣小組對(duì)“空氣中氧氣含量的測(cè)定”展開(kāi)探究．
（1）【實(shí)驗(yàn)回顧】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（如圖1、圖2），紅磷燃燒的符號(hào)表達(dá)式為 ． 興趣小組用該方法測(cè)出的氧氣含量常常遠(yuǎn)低于21%．
（2）【實(shí)驗(yàn)改進(jìn)】甲同學(xué)認(rèn)為誤差主要是由實(shí)驗(yàn)裝置造成的，于是改用圖3裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．

（I）按圖2裝置實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前應(yīng)先進(jìn)行的一步操作是 ． 實(shí)驗(yàn)中燃燒匙內(nèi)盛放紅磷的量必須 ．
（II）按圖3裝置實(shí)驗(yàn)，點(diǎn)燃紅磷的方式不同于圖1，而是接通電源使電烙鐵發(fā)熱，點(diǎn)燃紅磷后，斷開(kāi)電源．與圖2裝置相比，圖3裝置使用電烙鐵可以減小實(shí)驗(yàn)誤差，其原因是 ．
（3）【提出問(wèn)題】在操作規(guī)范的情況下，用改進(jìn)后的裝置測(cè)得的氧氣含量約為14%．為什么測(cè)量結(jié)果與真實(shí)值仍有較大差距呢？
【查閱資料】燃燒過(guò)程中當(dāng)氧氣體積分?jǐn)?shù)低于7%時(shí)，紅磷就無(wú)法繼續(xù)燃燒．引起本實(shí)驗(yàn)的誤差除裝置外，還與可燃物的性質(zhì)有關(guān)．
【實(shí)驗(yàn)探究1】乙同學(xué)利用圖4裝置測(cè)定空氣中氧氣的含量．其中與集氣瓶相連的壓強(qiáng)傳感器等電子設(shè)備能將集氣瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)精確地記錄并保存下來(lái)．圖5是用該裝置測(cè)得的木炭在集氣瓶中燃燒的壓強(qiáng)﹣時(shí)間關(guān)系圖（該裝置氣密性良好，P0是集氣瓶?jī)?nèi)初始?xì)鈮�，P是反應(yīng)結(jié)束時(shí)恢復(fù)到室溫時(shí)集氣瓶?jī)?nèi)的氣壓）．

（III）反應(yīng)開(kāi)始時(shí)集氣瓶中壓強(qiáng)會(huì)瞬間（填“變大”、“變小”或“不變”），原因是 ．
（IV）根據(jù)圖5，木炭不可代替紅磷測(cè)定空氣中氧氣含量的原因是 ．
【實(shí)驗(yàn)探究2】已知常溫下鐵與空氣中的氧氣、水反應(yīng)生成鐵銹（主要成分是Fe2O3），在有氯化鈉、炭粉存在條件下，反應(yīng)速度較快．丙同學(xué)根據(jù)鐵生銹的原理，探究用鐵能否準(zhǔn)確測(cè)定空氣中氧氣的含量，設(shè)計(jì)了圖6所示實(shí)驗(yàn)裝置，8分鐘后測(cè)得數(shù)據(jù)如下表：

實(shí)驗(yàn)前的體積		實(shí)驗(yàn)后的體積
集氣瓶?jī)?nèi)空氣	量筒內(nèi)水	量筒內(nèi)剩余水
262mL	180.0mL	127.2mL

（V）丙同學(xué)將鐵粉、炭粉等物質(zhì)不是堆在瓶底，而是撒在浸潤(rùn)氯化鈉的濾紙條上再貼在廣口瓶?jī)?nèi)側(cè)，其目的是 ．
（VI）根據(jù)表中數(shù)據(jù)計(jì)算空氣中的氧氣含量．（寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程，計(jì)算結(jié)果保留到0.1%）
【結(jié)論與反思】通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)探究，選擇合適的物質(zhì)和實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可較為快速地完成實(shí)驗(yàn)并減小實(shí)驗(yàn)誤差．

Answer 1

【答案】
（1）4P+5O2 2P2O5
（2）檢查裝置氣密性；足量或過(guò)量；改進(jìn)后的裝置無(wú)需打開(kāi)瓶塞點(diǎn)燃紅磷，避免瓶?jī)?nèi)空氣外逸而而造成實(shí)驗(yàn)誤差
（3）變大；木炭燃燒放熱，使瓶?jī)?nèi)溫度升高，壓強(qiáng)增大；木炭燃燒雖消耗氧氣但生成二氧化碳，反應(yīng)前后瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)并未發(fā)生明顯變化；增大反應(yīng)物之間的接觸面積；20.2%
【解析】解：【實(shí)驗(yàn)回顧】紅磷在空氣中燃燒生成五氧化二磷，紅磷燃燒的化學(xué)方程式為：4P+5O2 2P2O5；為了保證測(cè)定結(jié)果，實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前應(yīng)先進(jìn)行裝置氣密性的檢驗(yàn)，為了將空氣中的氧氣耗盡，實(shí)驗(yàn)中燃燒匙內(nèi)盛放紅磷的量必須足量或過(guò)量；按圖3裝置實(shí)驗(yàn)，點(diǎn)燃紅磷的方式不同于圖1，而是接通電源使電烙鐵發(fā)熱，點(diǎn)燃紅磷后，斷開(kāi)電源．與圖2裝置相比，圖3裝置使用電烙鐵可以減小實(shí)驗(yàn)誤差，其原因是改進(jìn)后的裝置無(wú)需打開(kāi)瓶塞點(diǎn)燃紅磷，避免瓶?jī)?nèi)空氣外逸而而造成實(shí)驗(yàn)誤差；圖5中反應(yīng)開(kāi)始時(shí)集氣瓶中壓強(qiáng)瞬間變大的原因是木炭燃燒放熱，導(dǎo)致集氣瓶中的微粒之間的間隔變大，從而導(dǎo)致壓強(qiáng)增大．該實(shí)驗(yàn)中不能用木炭燃燒測(cè)定空氣中氧氣含量，這是因?yàn)槟咎咳紵�生成二氧化碳�(xì)怏w，會(huì)導(dǎo)致水不能進(jìn)入集氣瓶．丙同學(xué)將鐵粉、炭粉等物質(zhì)不是堆在瓶底，而是撒在浸潤(rùn)氯化鈉的濾紙條上再貼在廣口瓶?jī)?nèi)側(cè)，其目的是增大反應(yīng)物之間的接觸面積；氧氣的體積=180.0mL﹣127.2mL=52.8mL，氧氣的含量= ×100%=20.2%；
答案：（1）【實(shí)驗(yàn)回顧】4P+5O2 2P2O5；（2）【實(shí)驗(yàn)改進(jìn)】檢查裝置氣密性；足量或過(guò)量；改進(jìn)后的裝置無(wú)需打開(kāi)瓶塞點(diǎn)燃紅磷，避免瓶?jī)?nèi)空氣外逸而而造成實(shí)驗(yàn)誤差；（3）大；木炭燃燒放熱，使瓶?jī)?nèi)溫度升高，壓強(qiáng)增大；木炭燃燒雖消耗氧氣但生成二氧化碳，反應(yīng)前后瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)并未發(fā)生明顯變化；增大反應(yīng)物之間的接觸面積；20.2%．
【考點(diǎn)精析】本題主要考查了書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，需要掌握注意：a、配平 b、條件 c、箭號(hào)才能正確解答此題．