Question

【题目】空气是一种宝贵的自然资源。某兴趣小组的同学在实验室欲用下图所示装置粗略测定空气中氧气的含量。

【实验回顾】(1) 写出红磷燃烧的文字表达式： 。

(2) 实验原理：由于红磷燃烧消耗空气中的氧气，使瓶内 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。

【提出问题】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，测定结果与理论值误差较大。那么，能否设计一套实验装置使测定结果更为准确呢？

【查阅资料】1．铁生锈的原理是：铁与空气中的氧气和水蒸气等发生化学反应。

2．饱和食盐水、活性炭会加速铁生锈。

【实验改进】方案一：Ⅰ．同学们根据铁在空气中生锈的原理设计如图的实验装置，再次测定空气中氧气含量。

Ⅱ．测得实验数据如下表：

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）和导管的体积
体积/ml	80.0	54.5	126.0

【交流表达】(1) 根据上表数据计算，改进实验后测得的空气中氧气的体积分数是 (计算结果精确到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高的原因是：① ；② 。

方案二：同学们又设计了下图所示的实验装置，实验步骤如下（装置气密性良好，部分操作已略去）：

I．打开止水夹a和b，向集气瓶中缓慢鼓入一定量空气，至白磷与空气接触，测得进入量筒中水的体积为V1；II．强光照射引燃白磷；III．白磷熄灭并冷却至室温，测得量筒中水的体积变为V2；IV．计算空气中氧气的体积分数。

下列有关这个实验的说法中，正确的是 （填字母）。

A．步骤I中，俯视量筒读数会使测得的V1数值偏低

B．步骤II中，白磷燃烧时可以不关闭止水夹a和b

C．步骤III中，未冷却至室温会使测得的V2数值偏高

D．步骤IV中，求得氧气的体积分数等于×100 %

Answer 1

【答案】【实验回顾】

(1)。

(2)气压

【交流表达】

(1)20.2%。

(2)①铁的缓慢氧化使集气瓶中的氧气消耗更彻底，使实验结果更准确。

②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。

方案二：CD

【解析】

试题分析：(1)磷和氧气在点燃的条件下生产五氧化二磷；红磷燃烧消耗空气中的氧气，使瓶内气体

减小，压强变小；【交流表达】(1) 集气瓶（扣除内容物）和导管的体积就是反应前空气的总体积，烧杯中减少的水的体积等于容器内氧气的体积，所以氧气的体积分数等于（80-54.5）ml÷126 ml×100%≈20.2%

(2) 改进后的实验结果比前者准确度更高的原因是： ①铁的缓慢氧化使集气瓶中的氧气消耗更彻底，使实验结果更准确。②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。

方案二：俯视量筒读数会使测得的V1数值偏高，实际液体的量偏低；强光照射引燃白磷，瓶内氧气被反应掉，气体的量减少，压强变小，量筒内的水倒流入集气瓶内，量筒中减少的水的体积等于瓶内氧气的体积，所以测得氧气的含量为等于×100 %；白磷燃烧时可以不关闭止水夹a和b，会影响测定结果，未冷却至室温会使倒流的水的体积偏小，测得的V2数值偏低。