Question

【題目】實驗室常用紅磷燃燒的方法測定空氣中氧氣的含量（裝置如圖1），

寫出紅磷燃燒的化學方程式____。打開止水夾后，水能進入集氣瓶中的原因是______。

（提出問題）某興趣小組用該方法測出的氧氣含量常常遠低于21%。為什么？

（進行猜想）（1）裝置漏氣；（2）________（3）反應后未冷卻到室溫……

在老師的指導下，小組同學在裝置氣密性能良好、操作規范的情況下，重復圖1實驗，測定結果低于20%，用測氧氣濃度的傳感器測得反應后裝置內氧氣濃度為8.85%.

（查閱資料）：燃燒過程中當氧氣體積分數低于7%時，紅磷就無法繼續燃燒，因此通過上述實驗，測量結果與理論值誤差較大。

（實驗探究）再次測定空氣中氧氣含量。

該小組同學根據鐵在空氣中生銹的原理設計圖2實驗裝置。

Ⅰ．同學們采用了“暖寶寶”做實驗，暖寶寶中含有鐵粉、活性炭、水、氯化鈉等物質。裝置中飽和食鹽水會加速鐵生銹。

鐵生銹過程發生復雜的化學反應，首先是鐵與氧氣、水反應生成氫氧化亞鐵。

工業上用一氧化碳還原赤鐵礦（主要成分氧化鐵），寫出該反應的化學方程式: ______。

Ⅱ．8分鐘后測得的實驗數據如下表。根據如表數據計算，改進實驗后測得的空氣中氧氣的體積分數是 ________。（寫出數據表達式即可）

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	100.0	74.5	126.0

（結論）該測定方法，裝置內殘留的氧氣更少，實驗結果更準確。

（拓展）小組中某同學認為實驗后的暖寶寶貼中仍含有鐵粉，才能說明該結果接近精確值。

請你設計實驗證明反應后的暖寶寶中仍有鐵單質存在__________。

Answer 1

【答案】4P+5O22P2O5 紅磷把空氣中的氧氣反應了，瓶內壓強減小，內外產生壓強差 紅磷的量不足 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 20.2% 向剩余物中滴加稀硫酸，有氣泡冒出

【解析】

裝置如圖1：紅磷和氧氣在點燃的條件下生成五氧化二磷，化學方程式為：4P+5O22P2O5；打開止水夾后，水能進入集氣瓶中的原因是：紅磷把空氣中的氧氣反應了，瓶內壓強減小，內外產生壓強差，所以水能進入集氣瓶；

[進行猜想]進行此實驗時，必須保證裝置的氣密性良好，紅磷足量，瓶子冷卻后再打開彈簧夾，否則會導致結果不準確；

[實驗探究]Ⅰ、氧化鐵和一氧化碳在高溫的條件下鐵和二氧化碳，化學方程式為：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；

Ⅱ、根據如表數據計算，改進實驗后測得的空氣中氧氣的體積分數= ×100%≈20.2%；

[拓展]小組中某同學認為實驗后的暖寶寶貼中仍含有鐵粉，才能說明該結果接近精確值；證明反應后的暖寶寶中仍有鐵單質存在的實驗設計是：向剩余物中滴加稀硫酸，有氣泡冒出。