Question

【题目】空气中氧气含量测定的再认识．

（1）【实验回顾】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．写出红磷燃烧的化学方程式
步骤如下：
①用弹簧夹夹紧橡皮管．
②点燃燃烧匙内的红磷，立即伸入瓶中并塞紧塞子．
③ ．
④观察并记录水面的变化情况．
（2）【实验反思】多次实验，发现集气瓶内上升的水的体积始终小于瓶内原空气体积的1/5．
【实验改进1】
Ⅰ．根据铁在空气中生锈的原理（铁与氧气和水发生反应生成铁锈）设计如图2实验装置，再次测定空气中氧气含量．装置中的食盐水和活性炭会加速铁生锈．
Ⅱ．测得实验数据如表

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

【交流表达】
① 铁生锈过程发生复杂的化学反应，首先是铁与氧气、水反应生成氢氧化亚铁，写出该反应的化学方程式
② 根据表中数据计算，改进实验后测得的空气中氧气的体积分数是 ． （消耗的水的体积忽略不计，计算结果保留一位小数）．
（3）【猜想与假设】根据铁生锈的原理，某同学对最终生成的铁锈的主要成分作出猜想：
（Ⅰ）氧化铁（Ⅱ）碳酸铁，你认为猜想（填序号）一定是错误的，理由是
【实验改进2】
使用图3装置进行实验．实验前应先进行的操作
是 ．
（4）【实验过程】步骤1：在注射器中放入装有足量铁粉、活性炭粉的浸有食盐水的纸袋，封闭．
步骤2：打开弹簧夹，将活塞向右拉至一定距离，关闭弹簧夹．
步骤3：不断轻轻晃动注射器，至活塞位置不再发生变化．
【数据处理】实验中需要记录的数据是 ．
计算得出氧气约占空气总体积的 ．
（5）【计算】铁的氧化物有多种，116g四氧化三铁与多少g氧化亚铁（FeO）中所含的氧元素质量相等．（写出计算过程）
【实验评价】与燃烧红磷法相比，用改进实验测定空气中氧气含量的优点是

Answer 1

【答案】
（1）4P+5O2 2P2O5；待装置冷却后打开弹簧夹
（2）2Fe+2H2O+O2=2Fe（OH）2；20.2%
（3）（Ⅱ）；化学反应前后元素种类不变；检查装置的气密性
（4）注射器中原来的空气体积，反应后剩余气体的体积
（5）铁的缓慢氧化使集气瓶中的氧气消耗更为彻底，使实验结果更准确；测量时考虑到导管容积和扣除内容物后的集气瓶容积，使实验结果更准确
【解析】解：【实验回顾】磷燃烧生成五氧化二磷，故填：4P+5O2 2P2O5；
③等待实验装置温度冷却至室温后，再打开弹簧夹，故填：待装置冷却后打开弹簧夹．
【实验改进1】铁与氧气、水反应生成氢氧化亚铁[Fe（OH）2]，故填：2Fe+2H2O+O2=2Fe（OH）2；
根据反应前后烧杯内水的体积变化可以看出，消耗的氧气的体积是：80﹣54.5=25.5mL，故氧气的体积分数为 ≈20.2%，故填：20.2%；
【猜想与假设】根据质量守恒定律可知，反应前后元素的种类不变，反应物中没有碳元素，所以不能可能是碳酸铁．
故填：（Ⅱ）；化学反应前后元素种类不变．
【实验改进2】对于有气体参与或生成的反应，实验前一定要检查装置的气密性，故填：检查装置的气密性．
【数据处理】要用此方法来测定空气中氧气的含量，就需要记录反应前后注射器内气体的体积，故填：注射器中原来的空气体积，反应后剩余气体的体积．
【计算】设FeO的质量为x

4FeO		～		Fe3O4
288				232
x				116g

x=144g
【实验评价】使用铁的缓慢氧化消耗氧气，使氧气消耗的更为彻底，实验结果更准确，测量时考虑导管容积和扣除内容物后的集气瓶的体积，使实验结果更为准确，故填：铁的缓慢氧化使集气瓶中的氧气消耗更为彻底，使实验结果更准确；测量时考虑到导管容积和扣除内容物后的集气瓶容积，使实验结果更准确．
【考点精析】本题主要考查了书写化学方程式、文字表达式、电离方程式的相关知识点，需要掌握注意：a、配平 b、条件 c、箭号才能正确解答此题．