氧气体积分数的测定

答案：B

解析：红磷燃烧是磷与空气中的氧气反应，生成白色的五氧化二磷固体，产生大量白烟。二氧化硫是硫燃烧的产物，二氧化碳是碳燃烧的产物，氧化铁是铁在空气中生锈或缓慢氧化的产物，三者都不是红磷燃烧的生成物，故选 B。

答案：A

解析：红磷燃烧消耗瓶内空气中的氧气，生成的五氧化二磷是固体，瓶内气体减少、气压下降，烧杯中的水被吸入瓶中。进入瓶中的水的体积等于被消耗的氧气的体积，约为瓶内原空气体积的五分之一，说明氧气约占空气总体积的五分之一，故选 A。

答案：B

解析：硫粉燃烧生成二氧化硫气体，虽然二氧化硫能部分溶于水，但瓶内气体体积减小远不如红磷燃烧明显，气压下降很小，进入瓶中的水很少，因此算出的氧气体积分数偏小。凡燃烧后生成气体的可燃物都不能代替红磷，故选 B。

答案：A

解析：铜在加热条件下只与氧气反应生成黑色的氧化铜固体，固体生成物不占气体体积，所以冷却后容器内气体体积的减少量就是被消耗的氧气的体积，可用来测定氧气的体积分数。减少五分之一是体积分数而不是质量分数；氮气不与铜反应；若不加热使铜与氧气充分反应，就无法测出结果，故选 A。

答案：过量

解析：本实验把氧气的体积转化为进入瓶中的水的体积，前提是瓶内氧气被完全消耗。若红磷不足，瓶内还剩余氧气，气体减少量偏少，进入的水就少于五分之一，测得结果偏小。因此红磷必须过量，这是实验成功的关键条件之一。

答案：冷却至室温

解析：红磷燃烧放出大量热，瓶内气体温度升高、体积膨胀、气压较大。若此时就打开弹簧夹，进入瓶中的水会偏少；必须等瓶内气体冷却至室温、气压稳定后再打开弹簧夹，进入水的体积才等于消耗掉的氧气的体积。因此应填冷却至室温。

答案：21

解析：进入瓶中的水的体积等于被红磷消耗掉的氧气的体积，所以氧气的体积分数等于进水体积除以瓶内原有空气的体积再乘以 100%，即 42 mL 除以 200 mL 乘以 100% 等于 21%，与理论值五分之一非常接近，说明实验操作比较规范。

答案：装置气密性不好，外界空气进入集气瓶，瓶内气压减小得不够，进入的水偏少；红磷的量不足，瓶内氧气未完全被消耗，进入的水同样偏少；木炭燃烧生成二氧化碳气体，瓶内气体体积和气压变化很小，水几乎不能进入瓶中，无法由进水体积推知氧气的体积，所以不能用木炭代替红磷。

解析：本题考查误差分析与药品选择。结果偏小都源于「瓶内气压下降不足」或「进水受阻」；药品选择的标准是该物质只能与氧气反应、且生成物在常温下是固体，木炭、硫粉燃烧都生成气体，不符合这一要求。