Question

【题目】学习化学离不开实验和科学探究。

（实验活动一）甲、乙两位同学用如图所示的装置定量测定空气中氧气的体积分数。

已知广口瓶中空气体积为250mL（已扣除瓶塞和瓶中水所占体积）

I．他们实验过程如下：

(1)

(2)用弹簧夹夹住橡胶管后，将燃烧匙中红磷在酒精灯上点燃后伸入集气瓶中，并将导管伸入装有l00mL水的量筒中。

(3)过一段时间后，打开弹簧夹，等到水不再进入广口瓶时，从量筒中取出导管，记录量筒中剩余水的体积。

(4)甲同学记录量筒中水的体积为55mL，乙同学记录量筒中水的体积为44mL。

Ⅱ．仔细阅读以上实验过程回答下列问题：

(1)将上述实验过程的第一步补充完整：________________________________

(2)红磷在瓶内燃烧现象是__________________________________发生反应的文字或符号表达式为___________________________

(3)甲同学测得空气中氧气的体积分数为______乙同学测出的氧气的含量______________（填偏大或偏小）

(4)导致甲同学实验结果的原因可能是___________________

①红磷的量不足 ②实验过程中，没夹紧弹簧夹

③装置未完全冷却就打开弹簧夹 ④点燃红磷后，燃烧匙伸入集气瓶中太慢

（实验交流）在老师的指导下，甲乙两位同学又重复几次该实验，测出了比较准确的数据。

甲同学提出在不改变其他条件的情况下，能否用木炭代替红磷做这个实验呢？

乙同学认为不行，原因是___________________。乙同学预先在集气瓶内加入_______反应后，用木炭做实验也收到了较好的效果。

（实验活动二）某化学兴趣小组对教材中“测定空气里氧气含量”的实验进行了大胆改进，设计如图实验方案进行，收到了良好的效果。请你回答下列有关问题：

(1)活塞位置如图所示，实验前打开弹簧夹，用酒精灯加热红磷，充分反应结束后，待试管冷却，活塞前沿最终停留在_______mL的刻度线上。

(2)用该装置测定空气中氧气含量的和采用课本上的装置相比，其优点是_______________________（写一点就可以）。

Answer 1

【答案】检查装置的气密性产生大量白烟磷+ 氧气五氧化二磷18%偏大①③生成二氧化碳导致瓶内压强无法减小澄清石灰水4便于读数、误差小、减少污染等

【解析】

实验活动一:（1）实验前先检查装置的气密性；

（2）点燃的红磷，在集气瓶燃烧，生成大量的白烟，红磷燃烧生成了五氧化二磷，红磷在瓶内燃烧的文字表达式为：磷+氧气五氧化二磷；

（3）甲同学记录量筒中水的体积为55mL，进入集气瓶中的水为100mL-55mL=45mL，氧气的体积分数可为×100%=18%；乙同学记录量筒中水的体积为44mL，氧气的体积分数为×100%=22.4%，乙同学测出的氧气的含量偏大；

（4）导致甲同学实验结果偏低的原因可能是红磷过少或装置漏气等；导致乙同学实验结果偏高的原因可能是 止水夹没有夹紧，红磷燃烧时空气外逸或燃烧匙伸入过慢，集气瓶中空气外逸；

实验与交流：因为碳粉燃烧消耗掉氧气同时又生成了二氧化碳等气体，瓶内压强基本不变，水不倒流；澄清石灰水能吸收二氧化碳，是压强减小；

实验活动二：（1）若不使用弹簧夹，用酒精灯加热红磷，红磷实际消耗掉的是试管40mL和注射器内20mL的氧气为（40mL+15mL）×=11mL，所以活塞应停在15mL-11mL=4mL的刻度处；

（2）从保护环境角度考虑，与用红磷燃烧的方法相比，用加热铜丝测空气中氧气含量的主要优点是不会产生五氧化二磷，污染空气。