Question

某校化學(xué)興趣小組的同學(xué)按照課本裝置（如圖1）做“測(cè)定空氣里氧氣的含量”實(shí)驗(yàn)．他們將燃燒匙內(nèi)的紅磷點(diǎn)燃后，立即伸入廣口瓶中并把塞子塞緊，待紅磷熄滅和冷卻后，打開彈簧夾，觀察集氣瓶中水面變化，發(fā)現(xiàn)氣體減少的體積小于1/5．這是什么原因呢？興趣小組的四位同學(xué)就該現(xiàn)象做了如下探究．請(qǐng)你參與他們的探究，并回答有關(guān)問(wèn)題：
【提出問(wèn)題】
造成這個(gè)結(jié)果的原因是什么？如何改進(jìn)？
【猜想和假設(shè)】
排除了屬于偶然現(xiàn)象的原因之后，其中三位同學(xué)對(duì)原因做了如圖2的猜想：
對(duì)于這一現(xiàn)象的原因，你還能做出怎樣的猜想？請(qǐng)寫出你的一個(gè)合理猜想：    ．
【分析與交流】
對(duì)小周的猜想，大家一致認(rèn)為小周的猜想不合理，并認(rèn)為這樣做的結(jié)果將使誤差更大，原因是：    ．
【實(shí)驗(yàn)與結(jié)論】
（1）小吳決定使用原裝置重做實(shí)驗(yàn)，并在實(shí)驗(yàn)前重新檢驗(yàn)了裝置的氣密性．小吳檢驗(yàn)氣密性的正確方法是：    ．
（2）為了驗(yàn)證小施的猜想，同學(xué)們將500mL的殘余氣體與足量灼熱的銅粉充分反應(yīng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)銅粉增重0.028g．（為避免殘余氣體中CO₂及水蒸氣可能造成的干擾，在實(shí)驗(yàn)前已將它們除去）
由上述實(shí)驗(yàn)事實(shí)可知，殘余氣體中    氧氣（填“有”或“沒(méi)有”，如果選“沒(méi)有”，后一個(gè)空填“0”）；殘余氣體中氧氣的體積占    %（已知該條件下氧氣的密度為1.4g/L）．
【反思與評(píng)價(jià)】
針對(duì)課本實(shí)驗(yàn)裝置和操作的不足，小沈同學(xué)經(jīng)過(guò)認(rèn)真思考，改進(jìn)并設(shè)計(jì)了如圖3實(shí)驗(yàn)裝置，與原來(lái)的裝置相比較，請(qǐng)你說(shuō)出新裝置的兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：（1）    ；（2）    ．

Answer 1

【答案】分析：【猜想和假設(shè)】
可以從導(dǎo)致該實(shí)驗(yàn)值偏小的原因回答，例如：裝置漏氣或紅磷的量不足或裝置未冷卻至室溫就打開彈簧夾等；
【分析與交流】
從酒精燃燒的產(chǎn)物及測(cè)定氧氣的原理分析：不能產(chǎn)生新的氣體，而酒精中含有碳元素，在燃燒時(shí)會(huì)生成二氧化碳，會(huì)影響消耗氧氣體積的變化；
【實(shí)驗(yàn)與結(jié)論】
（1）檢驗(yàn)該裝置氣密性的方法：是將裝置如原圖所示重新裝配，在燒杯中注入足量水，打開彈簧夾；用熱毛巾捂住廣口瓶，如果看到有氣泡冒出；（或加上：撤掉熱毛巾后，導(dǎo)管中將倒吸一段水柱）則裝置的氣密性良好；
（2）根據(jù)銅粉增重的原因分析氧氣的存在，并計(jì)算其體積分?jǐn)?shù)；
【反思與評(píng)價(jià)】
根據(jù)改進(jìn)的實(shí)驗(yàn)裝置，從裝置的特點(diǎn)、安全、環(huán)保等方面與原來(lái)的裝置相比較總結(jié)優(yōu)點(diǎn)．
解答：解：【猜想和假設(shè)】從導(dǎo)致該實(shí)驗(yàn)值偏小的原因猜想，如：①可能是導(dǎo)管中的氣體進(jìn)入了廣口瓶，而原來(lái)并沒(méi)有計(jì)算這部分氣體的體積；或②可能是紅磷的量不夠，導(dǎo)致氧氣沒(méi)有耗盡；或③可能是紅磷熄滅后還沒(méi)等冷卻到室溫，就打開了彈簧夾；或④可能是氧氣含量減少到一定程度的時(shí)候，紅磷就不再燃燒了，使氧氣沒(méi)有耗盡；（任寫一個(gè)即可）
【分析與交流】
小周猜想把紅磷換成酒精不合理，因?yàn)榫凭�中含有碳元素，在燃燒時(shí)生成二氧化碳的體積與消耗氧氣的體積一致，不會(huì)造成氣體總體積的減少，故小周的猜想不合理；
【實(shí)驗(yàn)與結(jié)論】
（1）檢驗(yàn)該裝置的氣密性的正確方法是：將裝置如原圖所示重新裝配，在燒杯中注入足量水，打開彈簧夾；用熱毛巾捂住廣口瓶，如果看到有氣泡冒出；（或加上：撤掉熱毛巾后，導(dǎo)管中將倒吸一段水柱）則裝置的氣密性良好；
（2）根據(jù)將500mL的殘余氣體與足量灼熱的銅粉充分反應(yīng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)銅粉增重0.028g，可知銅粉增重的質(zhì)量就是消耗氧氣的質(zhì)量，即0.028g，所以殘余氣體中有氧氣，且其體積為：×1000ml=20ml，則殘余氣體中氧氣的體積分?jǐn)?shù)為：×100%=4%；
【反思與評(píng)價(jià)】改進(jìn)的實(shí)驗(yàn)裝置，與原來(lái)的裝置相比較的優(yōu)點(diǎn)有：
（1）裝置簡(jiǎn)單、緊湊，操作方便，現(xiàn)象明顯；
（2）裝置中直接有刻度，方便直接讀取數(shù)據(jù)，利于數(shù)據(jù)比較；（凡是與體積相關(guān)的答法均屬此列）
（3）避免原裝置的導(dǎo)管中存在空氣，造成的體積誤差；
（4）讓磷的燃燒在密閉體系中進(jìn)行，不污染大氣，綠色環(huán)保；
（5）避免燃著的紅磷在伸進(jìn)廣口瓶的時(shí)候造成熱空氣的散逸，影響實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性；
（任寫一個(gè)即可）
故答案為：【猜想與假設(shè)】
①可能是導(dǎo)管中的氣體進(jìn)入了廣口瓶，而原來(lái)并沒(méi)有計(jì)算這部分氣體的體積；
或②可能是紅磷的量不夠，導(dǎo)致氧氣沒(méi)有耗盡；
或③可能是紅磷熄滅后還沒(méi)等冷卻到室溫，就打開了彈簧夾；
或④可能是氧氣含量減少到一定程度的時(shí)候，紅磷就不再燃燒了，使氧氣沒(méi)有耗盡；
（任寫一個(gè)即可．）
【分析與交流】
酒精中含有碳元素，在燃燒時(shí)生成二氧化碳的體積與消耗氧氣的體積一致，不會(huì)造成氣體總體積的減少；
【實(shí)驗(yàn)與結(jié)論】
（1）將裝置如原圖所示重新裝配，在燒杯中注入足量水，打開彈簧夾；用熱毛巾捂住廣口瓶，如果看到有氣泡冒出；（或加上：撤掉熱毛巾后，導(dǎo)管中將倒吸一段水柱）則裝置的氣密性良好；
（2）有；4；
【反思與評(píng)價(jià)】
（1）裝置簡(jiǎn)單、緊湊，操作方便，現(xiàn)象明顯；
（2）裝置中直接有刻度，方便直接讀取數(shù)據(jù)，利于數(shù)據(jù)比較；（凡是與體積相關(guān)的答法均屬此列）
（3）避免原裝置的導(dǎo)管中存在空氣，造成的體積誤差；
（4）讓磷的燃燒在密閉體系中進(jìn)行，不污染大氣，綠色環(huán)保；
（5）避免燃著的紅磷在伸進(jìn)廣口瓶的時(shí)候造成熱空氣的散逸，影響實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性；
（任寫一個(gè)即可）
點(diǎn)評(píng)：本考點(diǎn)考查的是空氣中氧氣含量的探究實(shí)驗(yàn)，是中考的主要考點(diǎn)之一．本題根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作圖，回憶實(shí)驗(yàn)中現(xiàn)象，由實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)，從而理解該實(shí)驗(yàn)的探究目的．對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)，是近幾年中考的重點(diǎn)之一，要好好把握．