Question

【题目】某化学兴趣小组的同学按照课本的实验装置做“测定空气中氧气的体积分数”实验（图 1），但测 出的氧气体积分数明显小于 1/5．请你参与探究：

【提出问题】造成误差的原因是什么？如何改进课本实验装置？

【查阅资料】（1）着火点是指可燃物燃烧所需要的最低温度．

（2）白磷和红磷的组成元素、燃烧现象和产物均相同．

（3）铜在空气中加热，和氧气反应生成黑色的氧化铜

【猜想与假设】 甲同学：可能是导管内原存有空气，后来留有吸入的水，影响实验的准确性； 乙同学：可能是瓶内残留气体中还有氧气的缘故；

你还能做的猜想是____________；

【交流与讨论】

（1）丙同学认为，用木炭代替红磷，就可以消除这个现象，大家认为丙同学的猜想不合理，理由是_________________；

（2）他们对课本实验装置进行了如图 2 的改进（其他仪器忽略）．

①甲同学提出应把红磷更换为白磷，理由是____________， 白磷燃烧的符号表达式为____________；

②通过粗铜丝来点燃玻璃管内的白磷，利用了金属铜的物理性质是___________性；

③与课本实验装置相比，该装置的一个优点是________________________；

【探究与反思】

（1）为验证乙同学的猜想，将铜粉在残余气体中加热，观察到铜粉变黑，所以乙同学的猜想____________（选 填“合理”或“不合理”）．

（2）大家采用改进的实验装置（图2）进行实验，待玻璃管冷却、管内白色的烟幕消失，左管液面上升了1格，得到了较准确的数据，但有意外发现左玻璃管内壁上端附着黄色固体，黄色固体主要成分可能是_________________

Answer 1

【答案】 装置漏气等 木炭燃烧产物是气体，瓶内压强几乎不变（或瓶内外不能形成足够压强差）；； 白磷着火点低，更容易燃烧 P O2 P2O5 导热 避免了红磷伸入集气瓶时导致瓶内气体受热逸散，结果更准确 合理 白磷

【解析】【猜想与假设】红磷不足，不能将氧气全部消耗掉，会导致测量结果偏小；集气瓶未冷却至室温就打开了弹簧夹也会导致测量结果偏小，所以我们可以提出的猜想为：红磷不足，集气瓶未冷却至室温就打开了弹簧夹，装置漏气等；

【交流与讨论】

（1）木炭可以和氧气反应生成二氧化碳气体，不能产生压强差，所以水不能进入广口瓶中而不能测定出空气中氧气的含量；

（2）①白磷的着火点低，可以较容易的发生燃烧生成了五氧化二磷，反应的符号表达式是：P O2 P2O5；

②铜具有较好的导热性，所以本实验中是利用了铜的导热性；

③分析图2中的装置环保，生成的五氧化二磷有毒，不污染空气；测量所得数据比较准确；所用试剂量少，节约药品等；

【探究与反思】

（1）铜粉可以和氧气反应生成黑色的氧化铜固体，所以若观察到铜粉变黑则说明装置残留有氧气，即乙同学的猜想合理；

（2）根据【查阅资料】可以知道，白磷为白色或黄色固体，所以左玻璃管上端的黄色固体主要成分可能是白磷固体受热蒸发后的附着在玻璃管上的。