Question

【題目】某化學(xué)興趣小組在制取氧氣時(shí)，用帶火星木條伸入瓶中發(fā)現(xiàn)沒有復(fù)燃，對(duì)于此問題展開探究。

[提出假設(shè)]氣體中氧氣體積分?jǐn)?shù)達(dá)到多少時(shí)才能使帶火星的木條復(fù)燃?

(設(shè)計(jì)方案)

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	1	2	3	4	5	6	7	8	9
瓶中水量	10%	20%	30%	40%	50%	60%	70%	80%	90%
氧氣體積分?jǐn)?shù)	28.9%	36.8%	44.7%	52.6%	60.5%	68.4%	76.3%	84.2%	92.1%
帶火星木條的狀況	微亮	亮	很亮	復(fù)燃	復(fù)燃

[實(shí)驗(yàn)探究]寫出用過氧化氫溶液制取氧氣化學(xué)方程式_______。

[反思評(píng)價(jià)]

(1)你認(rèn)為能使帶火星木條復(fù)燃的所需氧氣體積分?jǐn)?shù)的取值范圍為_________。

(2)同學(xué)們結(jié)合教材中提到驗(yàn)證空氣中氧氣體積分?jǐn)?shù)的實(shí)驗(yàn)(如圖所示)，你認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)測(cè)量的氧氣體積分?jǐn)?shù)精確嗎?_______，請(qǐng)說明理由_______。

[交流表達(dá)]為此該小組進(jìn)一步探究，對(duì)上述實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn)，設(shè)計(jì)如下圖實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)回答下列問題:

(1)鐵生銹過程發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，首先是鐵與氧氣、水反應(yīng)生成氫氧化亞鐵[Fe(OH)2],寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式_________。

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)管的容積
體積/mL	80.0	54.5	126.0

(2)根據(jù)以上數(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%)。

(3)此實(shí)驗(yàn)中食鹽水的作用是__________________。

(4)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_________。

Answer 1

【答案】 ≥52.6% 不精確 紅磷熄滅時(shí)，瓶中還含有氧氣，所以測(cè)量不精確 20.2% 加快鐵生銹 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

【解析】

[實(shí)驗(yàn)探究]用過氧化氫溶液制取氧氣的化學(xué)反應(yīng)原理是過氧化氫在二氧化錳的作用下分解生成氧氣和水，方程式：；

[反思評(píng)價(jià)]

(1)由表格中數(shù)據(jù)可知，能使帶火星木條復(fù)燃的所需氧氣體積分?jǐn)?shù)的取值范圍為大于等于52.6% ；

(2)教材中提到驗(yàn)證空氣中氧氣體積分?jǐn)?shù)的實(shí)驗(yàn)(如圖所示)，該實(shí)驗(yàn)測(cè)量的氧氣體積分?jǐn)?shù)不精確，因?yàn)楫?dāng)裝置內(nèi)氧氣的濃度降低到一定程度時(shí)，燃燒的紅磷即可熄滅，此時(shí)容器內(nèi)還有氧氣，所以測(cè)定結(jié)果偏�。�

[交流表達(dá)] (1)鐵生銹過程發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，首先是鐵與氧氣、水反應(yīng)生成氫氧化亞鐵[Fe(OH)2]，根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知反應(yīng)前后原子的種類、個(gè)數(shù)不變，該反應(yīng)的化學(xué)方程式；

(2) 改進(jìn)實(shí)驗(yàn)后，燒杯中減少的水的體積等于消耗氧氣的體積，根據(jù)以上數(shù)據(jù)計(jì)算，測(cè)得的空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)是：

(3)鐵的生銹速率受很多因素影響，如溫度、濕度、純度等，此實(shí)驗(yàn)中食鹽水的作用是加速銹蝕；

(4)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。