Question

【題目】實驗是科學探究的重要方法，讓們一起再認識空氣中氧氣含量的測定拉瓦錫實驗方案（如圖1）利用汞的反應與圖2相比，圖2的優點_______（一條即可）

（實驗回顧）興趣小組的同學利用課本中的 實驗方案（如圖2）測定空氣中氧氣的含量，但測出的氧氣的體積分數明顯小于1/5。

請你參與探究：

（提出問題）造成誤差的原因是什么？如何改進課本上的實驗裝置？

（查閱資料）紅磷、白磷的一些性質如下表：

	顏色、狀態	熔點/℃	著火點/℃	密度/（g/cm3）
紅磷	暗紅色固體	590	240	2.34
白磷	白色或黃色固體	44.1	40	1.82

（猜想與假設）

甲同學；可能是導管內原含有空氣，后來殘留有吸入的水，影響實驗的準確性。

乙同學:可能是瓶內殘留氣體中還有氧氣。

你還能作出的猜想是____________。

（實驗與交流）在老師的指導下，小組同學對課本上的實驗裝置進行了圖3所示的改進（其他儀器忽略）。

（1）甲同學提出應把紅磷換為白磷，理由是________________________。

（2）寫出白磷燃燒的化學方程式________________________。

（3）與課本上的實驗裝置相比較，該裝置的一個優點是________________________。

（探究與反思）

（4）大家用改進的實驗裝置進行實驗，待注射器冷卻、管內白煙消失后，又意外發現注射器內壁附著黃色固體，該黃色固體的主要成分可能是______________________。

（5）為了驗證乙同學的猜想，在老師的指導下，興趣小組 的聞學又利用傳感器改進實驗裝置（如圖4），分別用過量的紅磷和白磷進行對照實驗，并用高能激光筆點燃磷。

①用測量氧氣濃度的傳感器測得反應后裝置內氧氣 濃度分別是：紅磷為8.7%和白磷為1.0% ，從而證明乙同學的猜想___________（填“正確”或“錯誤”），但也有同學認為白磷也不能準確測定空氣中氧氣含量的原因是_________________________________。

②如圖5是白磷燃燒過程中的壓強變化趨勢，試分析回答：圖中AB段變化的原因是______________________； BC段變化的原因是______________________。

Answer 1

【答案】反應迅速，操作簡便，現象明顯（合理即可） 裝置漏氣(或紅磷不足或沒有冷卻至室溫就打開止水夾) 白磷的著火點比較低 4P + 5O22P2O5 能夠減少實驗誤差，不會污染空氣 白磷 正確 白磷不能將瓶內的氧氣完全消耗 紅磷燃燒放熱，導致集氣瓶中的氣體膨脹，氣壓增大 集氣瓶中的氧氣被消耗，溫度逐漸恢復至室溫，壓強減小

【解析】

拉瓦錫把少量汞放在密閉容器中加熱12天，發現部分汞變成紅色粉末，同時，空氣體積減少了1/5左右。圖2的優點反應迅速，操作簡便，現象明顯；

猜想與假設：

還能作出的猜想是裝置漏氣，紅磷不足，沒有冷卻至室溫就打開止水夾等；

實驗與交流：

（1）圖中的實驗是用80℃水提供的熱量引燃磷，紅磷的著火點是240℃，白磷的著火點是40℃，甲同學提出應把紅磷換為白磷，理由是白磷的著火點比較低；

（2）白磷在空氣中燃燒生成五氧化二磷，反應的化學方程式為：4P + 5O22P2O5；

（3）圖中的裝置可以知道該裝置在密閉的環境中進行反應，能夠減少實驗誤差，不會污染空氣；

探究與反思：

（4）根據“查閱資料”可以知道，白磷為白色或黃色固體，所以左玻璃管上端的黃色固體主要成分可能是白磷固體受熱蒸發后形成的蒸汽凝固附著在玻璃管上，所以該黃色固體的主要成分可能是白磷；

（5）①用測量氧氣濃度的傳感器測得反應后裝置內氧氣 濃度分別是：紅磷為8.7%和白磷為1.0% ，說明了瓶內殘留氣體中還有氧氣，從而證明乙同學的猜想正確；白磷也不能準確測定空氣中氧氣含量的原因是白磷不能將瓶內的氧氣完全消耗；

②AB段氣壓上升的原因是紅磷燃燒放熱，導致集氣瓶中的氣體膨脹，氣壓增大；

BC段變化的原因是集氣瓶中的氧氣被消耗，溫度逐漸恢復至室溫，壓強減小。