Question

【題目】兩百多年前，法國化學家拉瓦錫用定量的方法研究了空氣成分。仿照這個實驗的原理，化學家積極探索、不斷創新，設計出下列如圖所示的實驗裝置。

（實驗回顧）圖1是實驗室用紅磷燃燒來粗略測定空氣中O2含量的裝置。

（1）寫出紅磷燃燒的符號表達式__________。

（2）實驗原理：由于紅磷燃燒消耗空氣中的O2，使容器內外產生__________，燒杯內的水倒吸入集氣瓶中，通過量取進入水的體積可以粗略測得空氣中O2的含量。

（3）實驗結束，發現進入集氣瓶中水的體積小于瓶內空氣體積的1/5，可能原因是：①實驗裝置漏氣；②__________；③…

（提出問題）測量結果與理論值誤差較大，怎樣才能減少誤差呢？

（查閱資料）

①紅磷著火點240℃，白磷著火點40℃；

②磷燃燒后的產物有毒；

③鐵在潮濕的空氣中會生銹，會消耗氧氣。

（實驗改進）

（1）甲組同學查閱資料后，對課本上的實驗進行了圖2所示的改進，其改進后的優點是__________（答一條）

（2）儀器改進后甲組同學測定的實驗數據如下：

	實驗前	實驗后
測定項目	集氣瓶及止水夾左側導管內空氣的總體積	燒杯中水的體積	燒杯中剩余水的體積
體積/	126.0	80.0	54.8

根據上述實驗可以算出，實驗測得空氣中O2的體積分數是__________%。

（3）乙組同學根據鐵生銹原理，探究用鐵能否測定空氣中O2的含量，于是用粗鐵絲進行了實驗（裝置如圖3）。通過7天測得的數據計算出空氣中O2的含量為20.13%。與紅磷燃燒的方法相比，該方法的優點是鐵絲生銹可以消耗更多的O2，使測量結果更準確，但也存在缺點，你認為缺點是__________。

（拓展延伸）銅也能與空氣中氧氣、水、二氧化碳反應，生成銅綠[銅綠的主要成分為Cu2(OH)2CO3]。若將圖3裝置中的粗鐵絲換成足量的粗銅絲進行實驗，請判斷能否比較準確的測定空氣中O2含量并說明理由_____________________。

Answer 1

【答案】P+O2P2O5 氣壓差（壓強差） 紅磷量不足（或未等冷卻至室溫就打開止水夾） 白磷的著火點低，更易燃燒或裝置始終密閉，使測得的結果更準確（合理即可） 20% 鐵生銹需要和氧氣、水發生化學反應，會消耗少量的水，造成誤差 不能，因為銅生銹也會消耗水和二氧化碳

【解析】

根據題目已給信息正確評價改進實驗優點。

[實驗回顧]（1）紅磷燃燒生成五氧化二磷。故答案為：P+O2P2O5；

（2）紅磷在密閉環境中燃燒，消耗氧氣，從而使集氣瓶內壓強減小，從而產生壓強差，導致水回流。故答案為：氣壓差（壓強差）；

（3）回流的水小于五分之一，可能的原因是：紅磷不足、裝置漏氣、未冷卻到室溫就打開彈簧夾。故答案為：紅磷量不足（或未等冷卻至室溫就打開止水夾）；

[實驗改進]（1）白磷的著火點更低，且改進裝置始終密閉，結果更準確。故答案為：白磷的著火點低，更易燃燒或裝置始終密閉，使測得的結果更準確（合理即可）；

（2）反應結束后，水一共回流的體積約為：80.0mL-54.8mL=25.2mL，回流的水的體積就是被消耗的氧氣的體積，氧氣的體積分數為：。故答案為：20%；

（3）利用鐵生銹消耗氧氣測定空氣氧氣的含量，結果更為準確，但鐵生銹除了消耗空氣中的氧氣外，還消耗了少部分的水，可能會產生一定誤差。故答案為：鐵生銹需要和氧氣、水發生化學反應，會消耗少量的水，造成誤差；

[拓展延伸]由題意可知，銅生銹除了消耗氧氣還會消耗二氧化碳，產生的結果會存在誤差。故答案為：不能，因為銅生銹也會消耗水和二氧化碳。

故答案為：【實驗回顧】（1）P+O2P2O5（2）氣壓差（壓強差）（3）紅磷量不足（或未等冷卻至室溫就打開止水夾）【實驗改進】（1）白磷的著火點低，更易燃燒或裝置始終密閉，使測得的結果更準確（合理即可）（2）20%（3）鐵生銹需要和氧氣、水發生化學反應，會消耗少量的水，造成誤差【拓展延伸】不能，因為銅生銹也會消耗水和二氧化碳