Question

9．空气中氧气含量测定的再认识：

【实验回顾】如图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．
（1）写出红磷燃烧的文字表达式：红磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷．
（2）实验原理：由于红磷燃烧消耗空气中的氧气，使瓶内气压减小，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．
【问题提出】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，测量结果与理论值误差较大．
【实验改进】
Ⅰ、根据铁在空气中生锈的原理设计如图2实验装置，再次测定空气中氧气含量．装置中的饱和食盐水、活性炭会加速铁生锈．
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）铁生锈过程中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，写出该反应的文字表达式：铁+水+氧气→氢氧化亚铁．
（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20.2%（计算结果精确到0.1%）．
（3）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．

Answer 1

分析 根据已有的空气中氧气含量的测定原理进行分析解答，磷燃烧生成五氧化二磷；气体被消耗，压强变小，故会产生水倒吸的现象；根据铁生锈的知识进行分析解答即可．

解答 解：（1）根据磷燃烧生成五氧化二磷，可知反应物、生成物，反应条件，故其文字表达式为：红磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷；
（2）红磷燃烧消耗氧气，使瓶内的气压变小，水倒吸，故填：气压；
实验改进：（1）根据铁与氧气、水反应生成氢氧化亚铁[Fe（OH）₂]，可知反应物、生成物，故其文字表达式为：铁+水+氧气→氢氧化亚铁；
（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：$\frac{25.5mL}{126mL}$×100%，故填：20.2%；
（3）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．
故答案为：
【实验回顾】（1）红磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷；（2）气压；
【交流表达】（1）铁+水+氧气→氢氧化亚铁；（2）20.2%；
（3）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．

点评 了解实验数据的处理或者误差分析的方法及技巧；了解用红磷测定氧气在空气中含量的实验的注意事项．实验是化学的重要组成部分，正确的实验操作是得出科学结论的前提条件之一，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为得出正确的结论奠定基础．