Question

【題目】學習化學離不開實驗和科學探究。

（實驗活動一）甲、乙兩位同學用如圖所示的裝置定量測定空氣中氧氣的體積分數。

已知廣口瓶中空氣體積為250mL（已扣除瓶塞和瓶中水所占體積）

I．他們實驗過程如下：

(1)

(2)用彈簧夾夾住橡膠管后，將燃燒匙中紅磷在酒精燈上點燃后伸入集氣瓶中，并將導管伸入裝有l(wèi)00mL水的量筒中。

(3)過一段時間后，打開彈簧夾，等到水不再進入廣口瓶時，從量筒中取出導管，記錄量筒中剩余水的體積。

(4)甲同學記錄量筒中水的體積為55mL，乙同學記錄量筒中水的體積為44mL。

Ⅱ．仔細閱讀以上實驗過程回答下列問題：

(1)將上述實驗過程的第一步補充完整：________________________________

(2)紅磷在瓶內燃燒現象是__________________________________發(fā)生反應的文字或符號表達式為___________________________

(3)甲同學測得空氣中氧氣的體積分數為______乙同學測出的氧氣的含量______________（填偏大或偏小）

(4)導致甲同學實驗結果的原因可能是___________________

①紅磷的量不足 ②實驗過程中，沒夾緊彈簧夾

③裝置未完全冷卻就打開彈簧夾 ④點燃紅磷后，燃燒匙伸入集氣瓶中太慢

（實驗交流）在老師的指導下，甲乙兩位同學又重復幾次該實驗，測出了比較準確的數據。

甲同學提出在不改變其他條件的情況下，能否用木炭代替紅磷做這個實驗呢？

乙同學認為不行，原因是___________________。乙同學預先在集氣瓶內加入_______反應后，用木炭做實驗也收到了較好的效果。

（實驗活動二）某化學興趣小組對教材中“測定空氣里氧氣含量”的實驗進行了大膽改進，設計如圖實驗方案進行，收到了良好的效果。請你回答下列有關問題：

(1)活塞位置如圖所示，實驗前打開彈簧夾，用酒精燈加熱紅磷，充分反應結束后，待試管冷卻，活塞前沿最終停留在_______mL的刻度線上。

(2)用該裝置測定空氣中氧氣含量的和采用課本上的裝置相比，其優(yōu)點是_______________________（寫一點就可以）。

Answer 1

【答案】檢查裝置的氣密性產生大量白煙磷+ 氧氣五氧化二磷18%偏大①③生成二氧化碳導致瓶內壓強無法減小澄清石灰水4便于讀數、誤差小、減少污染等

【解析】

實驗活動一:（1）實驗前先檢查裝置的氣密性；

（2）點燃的紅磷，在集氣瓶燃燒，生成大量的白煙，紅磷燃燒生成了五氧化二磷，紅磷在瓶內燃燒的文字表達式為：磷+氧氣五氧化二磷；

（3）甲同學記錄量筒中水的體積為55mL，進入集氣瓶中的水為100mL-55mL=45mL，氧氣的體積分數可為×100%=18%；乙同學記錄量筒中水的體積為44mL，氧氣的體積分數為×100%=22.4%，乙同學測出的氧氣的含量偏大；

（4）導致甲同學實驗結果偏低的原因可能是紅磷過少或裝置漏氣等；導致乙同學實驗結果偏高的原因可能是 止水夾沒有夾緊，紅磷燃燒時空氣外逸或燃燒匙伸入過慢，集氣瓶中空氣外逸；

實驗與交流：因為碳粉燃燒消耗掉氧氣同時又生成了二氧化碳等氣體，瓶內壓強基本不變，水不倒流；澄清石灰水能吸收二氧化碳，是壓強減小；

實驗活動二：（1）若不使用彈簧夾，用酒精燈加熱紅磷，紅磷實際消耗掉的是試管40mL和注射器內20mL的氧氣為（40mL+15mL）×=11mL，所以活塞應停在15mL-11mL=4mL的刻度處；

（2）從保護環(huán)境角度考慮，與用紅磷燃燒的方法相比，用加熱銅絲測空氣中氧氣含量的主要優(yōu)點是不會產生五氧化二磷，污染空氣。