Question

【题目】氧气是一种重要的物质，某化学兴趣小组同学设计了多组实验装置测定空气中氧气的含量。

（常规测定） 如图1所示的是小明用红磷在空气中燃烧来测定的方法。

（1）写出红磷燃烧的符号表达式：___________。

（2）实验完毕，若进入集气瓶中水的体积小于集气瓶中原空气总体积的1/5，你认为导致这一结果的原因可能是________（写一条）。

（3）上面的实验同时证明了氮气的化学性质有___________（写一条）。

（实验反思）用该方法测出的氧气含量常常远低于1/5，不够精确。

（实验改进）小组同学受暖宝宝原理的启发设计图2实验装置，再次测定空气中氧气含量。

（查阅资料）暖宝宝的发热原理是铁粉氧化（即生锈）的过程

（1）暖宝宝使用过程中，会吸收空气中的_________，同时会释放出_____能。暖宝宝袋中食盐的作用是___________________。

（2）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）和导管的容积
体积/mL	80.0	55.2	126.0

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________ （精确到小数点一位)

（3）从实验原理角度分析，改进后的实验结果比红磷集气瓶模型准确度更高的原因是：①____________；②_____________。

（实验拓展）实验室也常用如图装置一测定空气中氧气的含量。

（实验步骤）具体实验步骤有：①在硬质玻璃管中装入铜粉，两端塞上带导管的橡皮塞，其中一端用气球密封；②测量出实验所用硬质玻璃管的体积；③停止加热后，待试管冷却至室温，注射器活塞稳定后，记录注射器中气体的体积；④用酒精灯在铜粉部位加热，加热时不断推拉注射器；⑤移动注射器活塞，在注射器中留下一定体积的气体，记录体积后与硬质玻璃管另一 端密封连接，并将其固定在铁架台上。正确的操作步骤为 _________（填数字序号）；

实验小组	硬质玻璃管的容积/mL	反应前注射器中气体体积/mL	反应后注射器中气体体积/mL	反应消耗的氧气体积/mL	空气中氧气的体积分数（%）
甲	45	15	4	11	18.3
乙	40	18	5	13	22.4
丙	50	20	6

（实验记录）上表是甲、乙、丙三组同学记录的实验数据,填写上表中空白，帮助丙组同学完成实验数据的统计。_____________、____________。

Answer 1

【答案】 装置漏气或红磷少量或没有等冷却至室温就打开止水夹 不燃烧也不支持燃烧 氧气和水 热 加速铁生锈 19.7% 铁的缓慢氧化使装置内的氧气消耗更彻底 测量时考虑到导管容积和扣除内容物后的集气瓶容积 ②①⑤④③ 14 20%

【解析】

[常规测定]

（1）红磷燃烧符号表达式：；

（2）若进入集气瓶中水的体积小于集气瓶中原空气总体积的1/5，导致这一结果的原因可能是装置漏气或红磷少量或没有等冷却至室温就打开止水夹；

（3）实验可推出氮气化学性质：不燃烧也不支持燃烧。

[查阅资料]

（1）由暖宝宝发热原理可知，使用过程中，会吸收空气中的氧气和水，同时会释放出热能，暖宝宝袋中食盐的作用是加速铁生锈；

（2）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：；

（3）从实验原理角度分析，改进后的实验结果比红磷集气瓶模型准确度更高的原因是：①铁的缓慢氧化使装置内的氧气消耗更彻底；②测量时考虑到导管容积和扣除内容物后的集气瓶容积。

[实验拓展]

（实验步骤）此实验是利用铜在加热的条件下和氧气反应生成固体氧化铜，从而测定空气中氧气的含量。注射器便于测量反应消耗的氧气体积， 故实验步骤为：②①⑤④③；

（实验记录）丙消耗氧气的体积：20ml-6mL=14mL，空气中氧气的体积分数：。