Question

15．化学兴趣小组在老师的指导下，对测定空气中氧气的体积分数进行了进一步的实验探究．
【实验回顾】图1是实验室用燃磷法测定空气中氧气体积分数的实验装置．
（1）红磷燃烧冒出浓厚的白烟，有关的化学方程式是4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₅．
（2）磷燃烧消耗氧气，并且生成固体，使得集气瓶内的压强减小，于是烧杯中的水倒吸到集气瓶里，以弥补氧气的体积从而粗略测出空气中氧气的体积分数．
（3）燃烧结束后，当集气瓶冷却到室温时才能松开止水夹读数．                        
【问题提出】磷燃烧过程中，当氧气体积分数低于5.9% 时燃烧就无法继续进行，因此通过图1装置测得的结果与理论值相差较大．
【实验改进】根据铁生锈的原理，同学们设计出如图2所示的装置． 再次测定空气中氧气的体积分数，主要的实验步骤与过程如下：
（1）用水量法测出集气瓶的容积约是320mL，然后在量筒里装入100mL水．
（2）将4g铁粉、5g碳粉混合均匀，再滴入适量的食盐溶液，制成耗氧物，装入布袋．
（3）按图2连好装置充分反应后，冷却到室温，打开止水夹可观察到水被吸入导管；最终量筒中剩余水的体积是39mL，从而测出空气中氧气的体积分数约是19.1%（计算结果精确到0.1%）
【师生交流】实验结束后，同学们又交流探讨了如下问题：
（1）在耗氧过程中，食盐的作用是加快反应速率．
（2）铁在空气中生锈的过程比较复杂，首先是铁与氧气、水反应生成Fe（OH）₂（此生成物的名称是氢氧化亚铁），该反应的化学方程式为2Fe+O₂+2H₂O=2Fe（OH）₂．
（3）下列是同学们对于用图2装置进行实验发表的观点，其中不正确的是C（填字母）．
A、若考虑集气瓶里耗氧物等的体积，导管里空气的体积，实验结果会更准确
B、若将耗氧物均匀散布在集气瓶内壁上，可以加快实验进程
C、若证明实验后的耗氧物中还有铁，只能用磁铁吸引
D、在实验过程中，耗氧物会缓慢放出热量．

Answer 1

分析 根据红磷燃烧的实验现象以及化学方程式的书写解答，根据题干提供的使用铁粉测定氧气含量的方法进行分析解答即可．

解答 解：【实验回顾】
（1）红磷燃烧产生大量的白烟，生成五氧化二磷固体，故填：白烟；4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₅；
（2）磷燃烧消耗氧气，并且生成固体，使得集气瓶内的压强减小，于是烧杯中的水倒吸到集气瓶里，以弥补氧气的体积从而粗略测出空气中氧气的体积分数．故填：压强，氧气；
（3）需要等到冷却至室温才能打开止水夹，故填：冷却到室温；
【实验改进】
（3）耗氧物消耗氧气，导致集气瓶内的压强变小，故打开止水夹会发现水被吸入导管，最终量筒中剩余水的体积是39mL，说明消耗的氧气的体积是：100mL-39mL=61mL，故氧气的体积分数为：$\frac{61ml}{320mL}$×100%≈19.1%，故填：水被吸入导管，19.1%；
【师生交流】
（1）在耗氧过程中，食盐加速铁的锈蚀，从而加速反应，故填：加快反应速率；
（2）Fe（OH）₂是氢氧化亚铁，铁、氧气和水反应生成氢氧化亚铁，故填：氢氧化亚铁，2Fe+O₂+2H₂O=2Fe（OH）₂；
（3）A、若考虑集气瓶里耗氧物等的体积，导管里空气的体积，实验结果会更准确，正确；
B、若将耗氧物均匀散布在集气瓶内壁上，可以加快实验进程，正确；
C、若证明实验后的耗氧物中还有铁，不一定只用磁铁吸引，还可以加酸观察是否产生气体，错误；
D、在实验过程中，耗氧物会缓慢放出热量，正确；
故选：C．
答案：
【实验回顾】
（1）白烟；4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₅；
（2）压强，氧气；
（3）冷却到室温；
【实验改进】
（3）水被吸入导管，19.1%；
【师生交流】
（1）加快反应速率；
（2）氢氧化亚铁，2Fe+O₂+2H₂O=2Fe（OH）₂；
（3）C．

点评 本题考查的是氧气的含量的测定以及实验装置的改进，完成此题，可以依据已有的知识进行．