Question

4．小明發(fā)現(xiàn)實驗室用燃燒紅磷的方法（裝置如圖1）測定空氣中氧氣的含量得出的數(shù)據(jù)常常遠低于理論值21%，這是為什么呢？下面是小明進行的實驗探究，請你參與并回答相關的問題．

【進行猜想】（1）裝置漏氣；（2）紅磷不足，裝置內氧氣有剩余；…
【實驗與交流】在老師的指導下，小明分別用過量的紅磷和白磷進行該實驗，用測氧氣濃度的電子傳感器測得反應后裝置內氧氣濃度分別為8.85%和3.21%．請從燃燒條件的角度回答產生上述結果的主要原因．白磷的著火點比紅磷低，更容易燃燒，試寫出紅磷燃燒的化學方程式4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅．
【實驗探究1】小明根據(jù)鐵生銹的原理，探究用鐵能否準確測定空氣中氧氣的含量．于是進行了如裝置圖2所示的實驗．經過7天測得的數(shù)據(jù)計算出空氣中氧氣的含量為19.13%．
【交流與反思】與用紅磷燃燒的方法相比，用鐵絲生銹的方法測定的主要優(yōu)點及原因．實驗結果更準確，耗氧更徹底
【實驗探究2】為了加快反應速率，小明通過查詢資料，利用鐵粉、炭粉、氯化鈉等物質又進行了如裝置圖3所示實驗．8分鐘后測得的數(shù)據(jù)如下表：

實驗前的體積		實驗后的體積
集氣瓶內空氣	燒杯內蒸餾水	燒杯內剩余蒸餾水
131mL	90.0mL	63.6mL

請計算出空氣中氧氣含量20.2%（計算結果保留一位小數(shù)）．
【結論與反思】從上述實驗現(xiàn)象看：鐵粉比鐵絲更易生銹，說明化學反應的速度與物質的接觸面積有關；炭粉和氯化鈉能加快反應速率．
【拓展延伸】銅也能與空氣中氧氣、水、二氧化碳反應而銹蝕，生成銅綠[銅綠主要成分為Cu₂（OH）₂CO₃]，若將圖2裝置中的粗鐵絲換成足量的銅絲進行實驗，請判斷能否比較準確地測定空氣中氧氣的含量，并說明理由：不能；因為空氣中二氧化碳的含量是0.03%，銅不能把裝置中的氧氣耗盡．

Answer 1

分析 【進行猜想】
如果裝置漏氣，裝置內氧氣有剩，沒有冷卻至室溫就打開止水夾，都能夠導致進入集氣瓶中的水不到集氣瓶容積的五分之一；
【實驗與交流】
白磷的著火點比紅磷的著火點低；
白磷、紅磷在空氣中燃燒都生成五氧化二磷；
【交流與反思】
反應物不同，反應程度可能不一樣；
【實驗探究2】
根據(jù)提供的數(shù)據(jù)可以進行相關方面的計算；
【結論與反思】
反應物接觸面積越大，反應速率越快；
【拓展延伸】
空氣中二氧化碳的含量較�。�

解答 解：【進行猜想】
如果裝置漏氣，裝置內氧氣有剩，沒有冷卻至室溫就打開止水夾，都能夠導致進入集氣瓶中的水不到集氣瓶容積的五分之一．
故填：紅磷不足．
【實驗與交流】
用測氧氣濃度的電子傳感器測得反應后裝置內氧氣濃度分別為8.85%和3.21%，從燃燒條件的角度分析，產生上述結果的主要原因是：白磷的著火點比紅磷低，更容易燃燒；
紅磷燃燒生成五氧化二磷，反應的化學方程式為：4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅．
故填：白磷的著火點比紅磷低，更容易燃燒；4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅．
【交流與反思】
與用紅磷燃燒的方法相比，用鐵絲生銹的方法測定的主要優(yōu)點及原因是：實驗結果更準確，耗氧更徹底．
故填：實驗結果更準確，耗氧更徹底．
【實驗探究2】
空氣中氧氣含量為：$\frac{90.0mL-63.6mL}{131mL}$×100%=20.2%，
故填：20.2%．
【結論與反思】
從上述實驗現(xiàn)象看：鐵粉比鐵絲更易生銹，說明化學反應的速度與物質的接觸面積有關，即接觸面積越大，反應速率越快；
炭粉和氯化鈉能加快反應速率．
故填：接觸面積；加快．
【拓展延伸】
不能比較準確地測定空氣中氧氣的含量，這是因為空氣中二氧化碳的含量是0.03%，銅和水、氧氣、二氧化碳反應時，由于二氧化碳含量低，銅不能把裝置中的氧氣耗盡．
故填：不能；因為空氣中二氧化碳的含量是0.03%，銅不能把裝置中的氧氣耗盡．

點評 合理設計實驗，科學地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結論的前提，因此要學會設計實驗、進行實驗、分析實驗，為學好化學知識奠定基礎．