Question

【題目】（7分）用來測定空氣成分的方法很多。如下圖所示的是小芳同學用紅磷在空氣中燃燒的測定方法。實驗過程是：

第一步：將集氣瓶容積劃分為五等份，并做好標記。

第二步：點燃燃燒匙內的紅磷，伸入集氣瓶中并把塞子塞緊。

第三步：待紅磷熄滅并冷卻后，打開彈簧夾，發現水被吸 入集氣瓶中，進入集氣瓶中水的體積約為集氣瓶總容積的1/5。

請回答下列問題：

（1）上面的實驗同時證明了氮氣有___________的化學性質。 （答一點即可）

（2）實驗完畢，若進入集氣瓶中水的體積不到總容積的1/5，你認為導致這一結果的原因可能是________________________：_________________________。 （答兩點即可）

【問題提出】有實驗資料表明：此實驗因為設計缺陷，在操作規范的情況下也常常測出氧氣的含量會大于1/5

（3）小包同學設想用其他物質代替紅磷進行實驗（裝置不變），則下列因素不會影響實驗結果的是（填字母標號）：_________

A．替代物能否和氧氣反應 B．替代物的用量

C．替代物能否溶于水 D．生成物的狀態

【實驗改進】

Ⅰ. 根據鐵在空氣中生銹的原理設計圖實驗裝置，再次測定空氣中氧氣含量。裝置中飽和食鹽水、活性炭會加速鐵生銹。

Ⅱ.測定實驗數據如表4

測量 項目	實驗前	實驗后
	燒杯中水的體積	燒杯中剩余水的體積	集氣瓶（扣除內容物）和導管的容積
體積/mL	80.0	54.5	126.0

【交流表達】

（4）鐵生銹過程發生復雜的化學反應，首先是鐵與氧氣、水反應生成氫氧化鐵[Fe(OH)2]，寫出該反應的化學方程式 。

（5）根據表4數據計算，改進實驗后測得的空氣中氧氣的體積分數是 （計算結果精確到0.1%）。

（6）從實驗原理角度分析，改進后的實驗結果比前者準確度更高的原因是：_________________________；（寫一點）

Answer 1

【答案】（1）不支持燃燒；（2）紅磷的量不足，瓶內氧氣為耗盡；瓶塞未塞緊，外界空氣進入集氣瓶 ；（3） C； （4）4Fe+3O2+6H2O=4Fe(OH)3 （5）20.2% （6）裝置始終密封，外界空氣不能進入集氣瓶。

【解析】

試題分析：（1）根據空氣中氧氣含量的測定實驗，證明了氮氣有不燃燒也不支持燃燒的化學性質。（2）在試驗中如果紅磷的量不足，瓶內氧氣為耗盡；瓶塞未塞緊，外界空氣進入集氣瓶 ，都會造成集氣瓶中進水的體積小于五分之一；（3）根據上小題可能造成誤差的原因可知，反應物是否溶于水與實驗結果無關；（4）鐵生銹反應的化學方程式為4Fe+3O2+6H2O=4Fe(OH)3；（5）根據（4）題中的數據可知，進入集氣瓶飽和食鹽水的體積為80.0ml-54.5ml=25.5ml，整個裝置的體積為126.0ml，故改進實驗后測得的空氣中氧氣的體積分數是25.5ml/126.0ml×100%=20.2%；（6）從實驗原理角度分析，改進后的實驗結果比前者準確度更高的原因是裝置始終密封，外界空氣不能進入集氣瓶。