Question

16．（1）測(cè)定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)可以采用圖甲乙兩種裝置，甲裝置實(shí)驗(yàn)過程中，足量的紅磷燃燒的現(xiàn)象是發(fā)出黃光、冒出大量的白煙，放出熱量，如果止水夾未夾緊，當(dāng)溫度降到室溫，打開止水夾，會(huì)觀察到進(jìn)入集氣瓶的水大于（選填“大于”“小于”“等于”）$\frac{1}{5}$現(xiàn)象．乙裝置可視為甲的改進(jìn)裝置，乙裝置與甲裝置相比較，優(yōu)點(diǎn)是測(cè)量更為精確、減少污染，若要使乙的測(cè)量更準(zhǔn)確，還可以怎樣操作實(shí)驗(yàn)過程中不斷地交替推拉注射器的活塞．

（2）乙裝置實(shí)驗(yàn)完后，變黑的銅絲可用稀硫酸處理得到硫酸銅．工業(yè)上制備硫酸銅通常有兩種方案．
方案一：銅$→_{加熱}^{氧氣}$氧化銅$\stackrel{硫酸}{→}$硫酸銅+水
方案二：銅$\stackrel{濃硫酸}{→}$硫酸銅+二氧化硫+水
其中方案一更適合工業(yè)生產(chǎn)，主要原因是無污染大氣的SO₂產(chǎn)生或H₂SO₄利用率更高．
（3）方案二產(chǎn)生的SO₂具有和CO₂類似的性質(zhì)，都能使澄清石灰水變渾濁，除此之外，SO₂還能被酸性高錳酸鉀溶液吸收，使高錳酸鉀溶液顏色由紫色變?yōu)闊o色．某化學(xué)興趣小組為探究煤燃燒的氣體產(chǎn)物，將煤燃燒產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水，觀察到石灰水變渾濁．
根據(jù)現(xiàn)象，猜想一：煤燃燒產(chǎn)生的氣體是CO₂；
猜想二：煤燃燒產(chǎn)生的氣體是SO₂；
猜想三：煤燃燒產(chǎn)生的氣體是SO₂和CO₂的混合氣體．
為了驗(yàn)證此氣體成分，該小組設(shè)計(jì)了如圖實(shí)驗(yàn)，其中B裝置的作用是檢驗(yàn)SO₂是否被除盡；當(dāng)觀察到A瓶溶液褪色，B瓶溶液不褪色，C瓶溶液出現(xiàn)白色沉淀或變渾濁現(xiàn)象，證明猜想三成立．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)空氣中氧氣含量測(cè)定的原理及實(shí)驗(yàn)的目的分析現(xiàn)象，再從空氣中氧氣含量及兩套裝置的特點(diǎn)分析優(yōu)點(diǎn)解答．
（2）比較兩個(gè)實(shí)驗(yàn)方案優(yōu)劣，可以從實(shí)驗(yàn)是否簡便、環(huán)保、節(jié)約能源、原料利用率等方面分析解答；
（3）分析題目所給信息，明確各裝置的作用，了解實(shí)驗(yàn)探究原理，從而得出結(jié)論．

解答 解：（1）紅磷在集氣瓶內(nèi)燃燒，發(fā)出黃光、冒出大量的白煙，放出熱量，空氣中氧氣約占空氣總體積的$\frac{1}{5}$，紅磷燃燒消耗瓶內(nèi)氧氣，所以瓶內(nèi)氣壓減小，打開止水夾，會(huì)觀察到水進(jìn)入瓶內(nèi)，約占A瓶容積的$\frac{1}{5}$，若裝置了止水夾未夾緊，反應(yīng)時(shí)會(huì)有氣體逸出，試驗(yàn)結(jié)束后，會(huì)導(dǎo)致進(jìn)入的水的體積大于$\frac{1}{5}$；乙裝置刻度更精細(xì)，測(cè)量更精確；且紅磷燃燒生成大量白煙，而銅絲反應(yīng)生成氧化銅黑色固體，所以可以減少污染．若要使乙的測(cè)量更準(zhǔn)確，需要在實(shí)驗(yàn)過程中不斷地交替推拉注射器的活塞，使空氣中的氧氣充分與銅粉反應(yīng)；
故答案為：發(fā)出黃光、冒出大量的白煙，放出熱量；大于；測(cè)量更為精確；減少污染；實(shí)驗(yàn)過程中不斷地交替推拉注射器的活塞．
（2）對(duì)比兩個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，方案一銅與氧氣反應(yīng)生成氧化銅，氧化銅與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸銅和水，與二相比，無污染大氣的二氧化硫生成，更環(huán)保；
方案一反應(yīng)方程式是2Cu+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO，CuO+H₂SO₄═CuSO₄+H₂0，由此可知：Cu～H₂SO₄，方案二中 Cu～2H₂SO₄，對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)方案一硫酸的利用率更高；
故答案為：無污染大氣的SO₂產(chǎn)生或H₂SO₄利用率更高；
（3）結(jié)合猜想一和猜想二，煤燃燒還可能產(chǎn)生SO₂和CO₂的混合氣體；由題意可知：二氧化硫能被酸性高錳酸鉀溶液吸收，使高錳酸鉀溶液顏色由紫色變?yōu)闊o色，所以A裝置的作用是檢驗(yàn)是否含有二氧化硫，B裝置是檢驗(yàn)SO₂是否被除盡，而C裝置是用來檢驗(yàn)是否含有二氧化碳；若猜想三正確，則A瓶溶液褪色，B瓶溶液不褪色，C瓶溶液變渾濁；
故答案為：SO₂和CO₂的混合氣體；檢驗(yàn)SO₂是否被除盡；A瓶溶液褪色，B瓶溶液不褪色，C瓶溶液出現(xiàn)白色沉淀或變渾濁．

點(diǎn)評(píng) 本題是一道綜合性較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)題，既有實(shí)驗(yàn)探究，又有對(duì)方案的評(píng)價(jià)等知識(shí)，要根據(jù)題意結(jié)合所學(xué)知識(shí)細(xì)心分析才能正確解答．