Question

某�；瘜W(xué)興趣小組就空氣中氧氣的含量進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，請(qǐng)你參與．
設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：第一小組同學(xué)共同設(shè)計(jì)了如圖的A、B兩套裝置．你認(rèn)為合理的是（填編號(hào)）

A

．
進(jìn)行試驗(yàn)：
數(shù)據(jù)分析：實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，整理數(shù)據(jù)如下：（注：集氣瓶容積為100mL）

組    別	1	2	3	4	5	6
進(jìn)入瓶中水的體積（mL）	20	18	19	17	21	19

通過對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，實(shí)驗(yàn)得出氧氣約占空氣體積的

19%

．
實(shí)驗(yàn)分析：
（1）紅磷要過量的原因是

要讓集氣瓶中的氧氣完全消耗掉

；
（2）彈簧夾打開的適宜時(shí)機(jī)是

等冷卻到室溫

；
（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)束，發(fā)現(xiàn)測(cè)定出的空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)低于

1

5

，可能的原因是

①③

①可能使用紅磷的量不足，瓶?jī)?nèi)氧氣沒有消耗完
②可能沒夾緊彈簧夾，紅磷燃燒時(shí)瓶?jī)?nèi)部分空氣受熱從導(dǎo)管逸出
③可能未塞緊瓶塞，紅磷熄滅冷卻時(shí)外界空氣進(jìn)入瓶?jī)?nèi)
④可能插入燃燒匙太慢，塞緊瓶塞之前，瓶?jī)?nèi)部分空氣受熱逸出
改進(jìn)實(shí)驗(yàn)：
（1）第二小組同學(xué)設(shè)計(jì)了C實(shí)驗(yàn)裝置，優(yōu)點(diǎn)是：

環(huán)保、誤差小

．
（2）第三小組同學(xué)設(shè)計(jì)了D實(shí)驗(yàn)裝置，優(yōu)點(diǎn)是：

容易計(jì)算出進(jìn)入集氣瓶中水的體積

．

Answer 1

分析：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：同樣都是紅磷，放在不同的位置會(huì)對(duì)應(yīng)不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，由于氧氣密度比空氣的密度大，因此讓紅磷在較低的位置能夠更有效消耗裝置內(nèi)的氧氣；
利用幾次測(cè)量的平均值計(jì)算即可；
實(shí)驗(yàn)分析：（1）從充分消耗氧氣，使結(jié)論更準(zhǔn)確分析即可；
（2）從實(shí)驗(yàn)時(shí)溫度的變化導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果的誤差分析；
（3）造成測(cè)得氧氣的體積分?jǐn)?shù)小于

1

5

的因素可以從以下四個(gè)方面考慮：
①裝置是否漏氣；②紅磷的用量是否充足；③瓶?jī)?nèi)的氧氣是否耗盡；④裝置是否冷卻到室溫．
改進(jìn)實(shí)驗(yàn)：（1）從環(huán)保以及結(jié)果的準(zhǔn)確性分析；
（2）從使用量筒對(duì)結(jié)果的分析容易得到分析；

解答：解：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)A和B的區(qū)別在于紅磷的位置，而這一點(diǎn)與氧氣的密度有關(guān)，由于氧氣的密度大于空氣，所以紅磷在稍微低的位置更利于反應(yīng)的進(jìn)行，也更利于氧氣的消耗，所以實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)A更合理．所以合理的應(yīng)該填：A．
根據(jù)集氣瓶的容積是100ml，進(jìn)入水的量的幾次不同結(jié)果求其平均值可得：進(jìn)入水量的平均值是19ml，所以進(jìn)入水量約占總?cè)莘e的19%，即氧氣量約占空氣體積的19%；
實(shí)驗(yàn)分析：（1）氧氣量充分可使消耗的氧氣充分，使測(cè)量的結(jié)果更準(zhǔn)確；
（2）紅磷燃燒時(shí)溫度較高，易使氣體膨脹導(dǎo)致測(cè)量的結(jié)果不準(zhǔn)確，所以應(yīng)在裝置冷卻到室溫才打開止水夾；
（3）從選項(xiàng)提供的情況分析①實(shí)驗(yàn)中所取紅磷的量不足時(shí)，會(huì)導(dǎo)致裝置內(nèi)氧氣不能全部消耗，因此使測(cè)得氧氣的體積分?jǐn)?shù)會(huì)小于的

1

5

；
②實(shí)驗(yàn)前若沒有將彈簧夾夾緊，會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)中裝置內(nèi)的氣體受熱膨脹而逸出，因此測(cè)得氧氣的體積分?jǐn)?shù)會(huì)大于

1

5

的；
③未塞緊瓶塞，冷卻時(shí)會(huì)使空氣進(jìn)入集氣瓶?jī)?nèi)，因此測(cè)得氧氣的體積分?jǐn)?shù)小于的

1

5

；
④插入燃燒匙太慢，塞緊瓶塞之前，瓶?jī)?nèi)部分空氣受熱逸出，因此測(cè)定氧氣體積分?jǐn)?shù)大于的

1

5

；
改進(jìn)實(shí)驗(yàn)：（1）實(shí)驗(yàn)C是在裝置內(nèi)點(diǎn)燃，生成的五氧化二磷不會(huì)跑到空氣中，也就是紅磷燃燒的產(chǎn)物有毒的五氧化二磷不會(huì)散失到空氣造成環(huán)境污染，節(jié)約了紅磷，即C裝置的優(yōu)點(diǎn)是：環(huán)保．同時(shí)也利于實(shí)驗(yàn)的結(jié)果的準(zhǔn)確．
（2）采用量筒進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)是方便計(jì)算進(jìn)入集氣瓶中水的體積；
故答案為：【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】A．；19%．
【實(shí)驗(yàn)分析】（1）要讓集氣瓶中的氧氣完全消耗掉（合理答案都可）；
（2）等冷卻到室溫；
（3）①③；
【改進(jìn)實(shí)驗(yàn)】
（1）環(huán)保誤差小  （ 合理答案都可以）．
（2）容易計(jì)算出進(jìn)入集氣瓶中水的體積（ 合理答案都可以）．

點(diǎn)評(píng)：本考點(diǎn)是測(cè)定氧氣在空氣中的體積分?jǐn)?shù)，實(shí)驗(yàn)中要注意裝置的嚴(yán)密性、所用藥品的量、生成物的狀態(tài)、氧氣不足

1

5

的誤差分析、對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析等，培養(yǎng)了學(xué)生的分析推理能力和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)態(tài)度．