《2025年中考复习指导浙江科学技术出版社》

8. 测量空气中氧气体积分数实验的思维模型如下：封闭空间→消耗氧气→气压减小→观察现象
项目化学习小组按图甲完成氧气含量测定的实验时，发现进入集气瓶的水量低于“1”刻度线。为提高氧气含量测定的精准度，展开了如下研究。
（第8题）
【误差分析】几位同学对测量值偏小的原因分析如下：
甲：红磷的量不足，未能把瓶内氧气耗尽；
乙：将燃烧匙伸入集气瓶瞬间，部分空气逸出；
丙：实验前导管中有空气，实验后一部分本应进入容器的水滞留在导管中；
丁：由于广口瓶的形状造成很难均分五等份，影响测量结果；
（1）以上原因分析中，其中一位同学的观点被大家一致否定，你认为是哪位同学的观点？________（选填“甲”“乙”“丙”或“丁”）。

答案： 丁
解析：广口瓶是否均分五等份不影响进入水的体积（氧气体积），测量值偏小与刻度划分无关，故丁的观点被否定。

【方案改进】根据以上讨论，为减少实验误差，学习小组同学设计了图乙所示的改进装置。（已知：红磷的着火点是240℃，无毒；白磷的着火点是40℃，有剧毒）
（2）比较图甲、图乙的实验方案，下列关于图乙实验方案叙述正确的是________（多选）。
A. 利用着火点更低的白磷并采用加热后的玻璃棒“内引燃”，建立封闭空间，使实验结果更精准
B. 可以解决图甲方案中一部分水滞留在导管中带来的误差问题
C. 改用量筒内水的体积变化来确定消耗氧气的体积，使测量结果更精准
D. 彻底解决了实验的安全性问题，符合绿色化学理念

答案： ABC
解析：A.白磷着火点低，“内引燃”避免空气逸出，正确；B.图乙导管连接量筒，无残留水问题，正确；C.量筒可精确测量水体积，正确；D.白磷有剧毒，未解决安全问题，错误，故选ABC。

（3）小金同学认为，图乙实验装置还需在橡皮管处补充一个止水夹，请表达你的观点及理由：________。

答案： 需要补充止水夹；防止白磷燃烧时装置内气体受热膨胀从导管逸出，导致测量结果偏大
解析：白磷燃烧放热，气体膨胀，若无止水夹，气体会从导管逸出，补充止水夹可防止此现象。

【方案迭代】讨论后，项目组设计了如图丙所示的装置，用暖宝宝中的铁粉代替红磷，利用铁粉在空气中氧化的原理进行实验。操作步骤如下：①将滤纸用水浸润后黏附在针筒内壁；②把铁粉倒入针筒，轻轻转动，使涂抹均匀；③涂上凡士林，将活塞插入针筒，盖上橡皮帽，观察并记录活塞移动情况。
经多次实验后，测得空气中氧气的体积分数均约占1/5。
（4）从消耗氧气的方法角度分析，图丙方案比图甲方案测定结果更精准的原因是________。

答案： 铁粉能更充分地消耗氧气（或铁粉与氧气反应更完全，红磷可能因量不足或反应不充分导致氧气未耗尽）
解析：铁粉为粉末状，与氧气接触面积大，能更完全消耗氧气，而红磷可能存在量不足或反应不充分的问题，故丙方案更精准。