Question

19．為了測定空氣中氧氣含量，某興趣小組設(shè)計以下實驗進(jìn)行探究：
Ⅰ．燃燒紅磷法測定空氣中氧氣的含量．
甲組同學(xué)按照教材內(nèi)容設(shè)計了如圖1實驗裝置．
【實驗原理】利用紅磷在空氣中燃燒生成五氧化二磷固體，集氣瓶內(nèi)壓強(qiáng)減小，燒杯內(nèi)水倒流．寫出紅磷在空氣中燃燒的化學(xué)式表達(dá)式4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅．
【實驗步驟】
（1）用彈簧夾夾緊橡皮管；
（2）點燃燃燒匙內(nèi)的紅磷，立即伸入瓶中并塞緊瓶塞；
（3）反應(yīng)完全后，冷卻至室溫，打開止水夾（補(bǔ)全實驗步驟）；
（4）觀察水倒流至集氣瓶并記錄水面的變化情況．
【實驗結(jié)論】多次實驗發(fā)現(xiàn)，在實驗操作完全規(guī)范下，集氣瓶內(nèi)上升的水面仍然始終小于理論值．
【拓展研究】查閱資料得知，當(dāng)空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)降至約為7%以下時，紅磷不再燃燒，由此可知，燃燒紅磷法測定結(jié)果不夠準(zhǔn)確的原因的是紅磷不能將氧氣耗盡．

Ⅱ．探究某脫氧劑的成分（由兩種單質(zhì)組成）及利用該脫氧劑測定空氣中氧氣含量
1、探究脫氧劑成分．
【實驗觀察】脫氧劑為灰黑色粉末，若在空氣中放置一段時間，有紅棕色固體生成．
【實驗猜想】根據(jù)顏色變化，猜想該脫氧劑中含有鐵，其化學(xué)式是Fe．
【驗證猜想】用磁鐵吸引，說明含有鐵．
【實驗探究】新取一定量的脫氧劑，將已驗證的成分分離．取剩余固體與少量CuO混合，置于圖2裝置中加熱（碳會與氧化銅反應(yīng)生成CO₂）．一會兒觀察到澄清石灰水變渾濁．
【實驗結(jié)論】該脫氧劑中還含有碳粉，請寫出澄清石灰水變渾濁的化學(xué)式表達(dá)式：CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃+H₂O．
2、測定空氣中氧氣含量
使用圖3裝置進(jìn)行實驗，實驗原理是利用脫氧劑中鐵在常溫下能夠消耗裝置內(nèi)氧氣，但實驗前應(yīng)先進(jìn)行的操作是檢查氣密性，具體操作是先夾緊彈簧夾，將注射器活塞向外拉一定距離，松手后注射器活塞恢復(fù)到原位，說明氣密性良好（完善操作、現(xiàn)象與結(jié)論）．
【實驗過程】
步驟1：在注射器中放入足量脫氧劑粉末，封閉；
步驟2：打開彈簧夾，將活塞向右拉至一定距離，關(guān)閉彈簧夾；
步驟3：不斷輕輕晃動注射器，至活塞位置不再發(fā)生變化．
【數(shù)據(jù)處理】
（1）實驗中需要記錄的數(shù)據(jù)有AB（填字母）．
A．反應(yīng)前注射器中原有空氣的體積       B．反應(yīng)后注射器中剩余氣體的體積
（2）上述實驗測定過程至少需要重復(fù)兩次，其目的是使測量的結(jié)果更準(zhǔn)確，最終計算得出氧氣約占空氣的體積分?jǐn)?shù)．
【實驗評價】與燃燒紅磷法相比，脫氧劑法測定空氣中氧氣含量的優(yōu)點是不受氧氣含量多少的影響，使結(jié)果更準(zhǔn)確．

Answer 1

分析 【實驗原理】根據(jù)紅磷燃燒生成五氧化二磷解答；
【實驗步驟】實驗應(yīng)進(jìn)行的操作分析解答；
【拓展研究】根據(jù)紅磷不能將氧氣耗盡 解答；
本題能使同學(xué)們體會到實驗探究的一般過程，通過實驗分析可知：根據(jù)顏色變化，猜想該脫氧劑中含有Fe，因為若在空氣中放置一段時間，有紅棕色固體生成；鐵粉的檢驗方法是：用磁鐵吸引或加入鹽酸有氣泡；新取一定量的脫氧劑，將已驗證的成分分離．取剩余固體與少量CuO混合，置于圖1所示裝置中加熱；一會兒觀察到黑色固體變紅色，同時澄清石灰水變渾濁，說明還有碳，二氧化碳與氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣白色沉淀和水．
燃燒紅磷法相比，脫氧劑法測定空氣中氧氣含量的優(yōu)點是：不受氧氣含量多少的影響，使結(jié)果更準(zhǔn)確．

解答 解：
【實驗原理】紅磷燃燒生成五氧化二磷，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂ O₅ ；
【實驗步驟】本實驗成功的關(guān)鍵是：裝置要嚴(yán)密；紅磷要足量；燃燒結(jié)束，冷卻的室溫，再打開止水夾；
【拓展研究】查閱資料得知，當(dāng)空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)降至約為7%以下時，紅磷不再燃燒，由此可知，燃燒紅磷法測定結(jié)果不夠準(zhǔn)確的原因的是紅磷不能將氧氣耗盡；
Ⅰ中，通過實驗分析可知：根據(jù)顏色變化，猜想該脫氧劑中含有Fe，因為若在空氣中放置一段時間，有紅棕色固體生成；鐵粉的檢驗方法是：用磁鐵吸引或加入鹽酸有氣泡；新取一定量的脫氧劑，將已驗證的成分分離．取剩余固體與少量CuO混合，置于圖2所示裝置中加熱；一會兒觀察到黑色固體變紅色，同時澄清石灰水變渾濁，說明還有碳，二氧化碳與氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣白色沉淀和水，澄清石灰水變渾濁的化學(xué)式表達(dá)式：Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O；
2．Ⅱ中，【數(shù)據(jù)處理】使用圖2裝置進(jìn)行實驗．實驗前應(yīng)先進(jìn)行的操作是：檢查裝置的氣密性；具體操作是先夾緊彈簧夾，將注射器活塞向外拉一定距離，松手后注射器活塞恢復(fù)到原位，說明氣密性良好；
實驗中需要記錄的數(shù)據(jù)是：注射器原來的空氣的體積、反應(yīng)后注射器活塞進(jìn)入后顯示剩余氣體的體積；上述實驗測定過程至少需要重復(fù)兩次，其目的是：使測量的結(jié)果更準(zhǔn)確；
【實驗評價】與燃燒紅磷法相比，脫氧劑法測定空氣中氧氣含量的優(yōu)點是：不受氧氣含量多少的影響，使結(jié)果更準(zhǔn)確；故答案為：不受氧氣含量多少的影響，使結(jié)果更準(zhǔn)確；
答案：
【實驗原理】4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂ O₅ ；
【實驗步驟】反應(yīng)完全后，冷卻至室溫，打開止水夾；
【拓展研究】紅磷不能將氧氣耗盡；
【實驗猜想】Fe；
【實驗結(jié)論】CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃+H₂O
檢查氣密性；松手后注射器活塞恢復(fù)到原位，說明氣密性良好；
【數(shù)據(jù)處理】AB；使測量的結(jié)果更準(zhǔn)確； 
【實驗評價】不受氧氣含量多少的影響，使結(jié)果更準(zhǔn)確；

點評 實驗探究題是近幾年中考的熱點之一，它包括實驗方法和過程的探究，實驗結(jié)論和實驗規(guī)律的探究等．本題通過實驗資料和實驗分析，得到了正確的結(jié)論，屬于結(jié)論性探究．同學(xué)們要具體分析，綜合掌握．