Question

【題目】空氣是一種寶貴的自然資源。某興趣小組的同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室欲用下圖所示裝置粗略測(cè)定空氣中氧氣的含量。

（1）【實(shí)驗(yàn)回顧】寫出紅磷燃燒的文字表達(dá)式：。
（2）實(shí)驗(yàn)原理：由于紅磷燃燒消耗空氣中的氧氣，使瓶?jī)?nèi)減小，燒杯中水倒吸到集氣瓶。若裝置的氣密性良好，操作規(guī)范，用量筒測(cè)量進(jìn)入瓶中水的體積，能粗略測(cè)得空氣中氧氣的含量。
（3）【提出問題】有實(shí)驗(yàn)資料表明：燃燒過程中當(dāng)氧氣體積分?jǐn)?shù)低于7% 時(shí)，紅磷就無法繼續(xù)燃燒，因此通過上述實(shí)驗(yàn)，測(cè)定結(jié)果與理論值誤差較大。那么，能否設(shè)計(jì)一套實(shí)驗(yàn)裝置使測(cè)定結(jié)果更為準(zhǔn)確呢？
【查閱資料】1．鐵生銹的原理是：鐵與空氣中的氧氣和水蒸氣等發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。2．飽和食鹽水、活性炭會(huì)加速鐵生銹。
【實(shí)驗(yàn)改進(jìn)】方案一：Ⅰ．同學(xué)們根據(jù)鐵在空氣中生銹的原理設(shè)計(jì)如圖的實(shí)驗(yàn)裝置，再次測(cè)定空氣中氧氣含量。

Ⅱ．測(cè)得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：

測(cè)量 項(xiàng)目	實(shí)驗(yàn)前	實(shí)驗(yàn)后
	燒杯中水的體積	燒杯中剩余水的體積	集氣瓶（扣除內(nèi)容物）和導(dǎo)管的體積
體積/ml	80.0	54.5	126.0

【交流表達(dá)】根據(jù)上表數(shù)據(jù)計(jì)算，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)后測(cè)得的空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)是(計(jì)算結(jié)果精確到0.1%)。
從實(shí)驗(yàn)原理角度分析，改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)結(jié)果比前者準(zhǔn)確度更高的原因是：①；②。
（4）方案二：同學(xué)們又設(shè)計(jì)了下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)驗(yàn)步驟如下（裝置氣密性良好，部分操作已略去）：

I．打開止水夾a和b，向集氣瓶中緩慢鼓入一定量空氣，至白磷與空氣接觸，測(cè)得進(jìn)入量筒中水的體積為V1；II．強(qiáng)光照射引燃白磷；III．白磷熄滅并冷卻至室溫，測(cè)得量筒中水的體積變?yōu)閂2；IV．計(jì)算空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)。
下列有關(guān)這個(gè)實(shí)驗(yàn)的說法中，正確的是（填字母）。
A.步驟I中，俯視量筒讀數(shù)會(huì)使測(cè)得的V1數(shù)值偏低
B.步驟II中，白磷燃燒時(shí)可以不關(guān)閉止水夾a和b
C.步驟III中，未冷卻至室溫會(huì)使測(cè)得的V2數(shù)值偏高
D.步驟IV中，求得氧氣的體積分?jǐn)?shù)等于 ×100 %

Answer 1

【答案】
（1）
（2）氣壓
（3）20.2%,鐵的緩慢氧化使集氣瓶中的氧氣消耗更徹底,使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確。,測(cè)量時(shí)考慮到導(dǎo)管容積和扣除內(nèi)容物后的集氣瓶容積,使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確
（4）C,D
【解析】(1)磷和氧氣在點(diǎn)燃的條件下生產(chǎn)五氧化二磷；紅磷燃燒消耗空氣中的氧氣，使瓶?jī)?nèi)氣體

減小，壓強(qiáng)變小；【交流表達(dá)】集氣瓶（扣除內(nèi)容物）和導(dǎo)管的體積就是反應(yīng)前空氣的總體積，燒杯中減少的水的體積等于容器內(nèi)氧氣的體積，所以氧氣的體積分?jǐn)?shù)等于（80-54.5）mL÷126 mL×100%≈20.2%。 改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)結(jié)果比前者準(zhǔn)確度更高的原因是： ①鐵的緩慢氧化使集氣瓶中的氧氣消耗更徹底，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確。②測(cè)量時(shí)考慮到導(dǎo)管容積和扣除內(nèi)容物后的集氣瓶容積，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確。

方案二：俯視量筒讀數(shù)會(huì)使測(cè)得的V1數(shù)值偏高，實(shí)際液體的量偏低；強(qiáng)光照射引燃白磷，瓶?jī)?nèi)氧氣被反應(yīng)掉，氣體的量減少，壓強(qiáng)變小，量筒內(nèi)的水倒流入集氣瓶?jī)?nèi)，量筒中減少的水的體積等于瓶?jī)?nèi)氧氣的體積，所以測(cè)得氧氣的含量為等于 ×100 %；白磷燃燒時(shí)可以不關(guān)閉止水夾a和b，會(huì)影響測(cè)定結(jié)果，未冷卻至室溫會(huì)使倒流的水的體積偏小，測(cè)得的V2數(shù)值偏低。
【考點(diǎn)精析】通過靈活運(yùn)用書寫化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式，掌握注意：a、配平 b、條件 c、箭號(hào)即可以解答此題．