Question

【題目】學習化學離不開實驗和科學探究。

（實驗活動一）甲、乙兩位同學用如圖所示的裝置定量測定空氣中氧氣的體積分數(shù)。已知廣口瓶中空氣體積為250mL（已扣除瓶塞和瓶中水所占體積）

I．他們實驗過程如下：

①檢查裝置的氣密性

②用彈簧夾夾住橡膠管后，將燃燒匙中紅磷在酒精燈上點燃后伸入集氣瓶中，并將導管伸入裝有l00mL水的量筒中。

③過一段時間后，打開彈簧夾，等到水不再進入廣口瓶時，從量筒中取出導管，記錄量筒中剩余水的體積。

④甲同學記錄量筒中水的體積為55mL，乙同學記錄量筒中水的體積為44mL。

Ⅱ．仔細閱讀以上實驗過程回答下列問題：

（1）紅磷在瓶內(nèi)燃燒現(xiàn)象是___，發(fā)生反應的文字或符號表達式為______。

（2）甲同學測得空氣中氧氣的體積分數(shù)為____，乙同學測出的氧氣的含量____（填偏大或偏小）。

（3）導致甲同學實驗結果的原因可能是___。

①紅磷的量不足；②實驗過程中，沒夾緊彈簧夾；③裝置未完全冷卻就打開彈簧夾；④點燃紅磷后，燃燒匙伸入集氣瓶中太慢

（實驗交流）在老師的指導下，甲、乙兩位同學又重復幾次該實驗，測出了比較準確的數(shù)據(jù)。

（4）甲同學提出在不改變其他條件的情況下，能否用木炭代替紅磷做這個實驗呢？乙同學認為不行，原因是_____。乙同學預先在集氣瓶內(nèi)加入____反應后，用木炭做實驗也收到了較好的效果。

（實驗活動二）某化學興趣小組對教材中“測定空氣里氧氣含量”的實驗進行了大膽改進，設計圖（Ⅱ）實驗方案進行，收到了良好的效果。請你回答下列有關問題：

（5）活塞位置如圖所示，實驗前打開彈簧夾，用酒精燈加熱紅磷，充分反應結束后，待試管冷卻，活塞前沿最終停留在____mL的刻度線上。

（6）用該裝置測定空氣中氧氣含量的和采用課本上的裝置相比，其優(yōu)點是____。

Answer 1

【答案】產(chǎn)生大量白煙 磷+氧氣五氧化二磷或P+O2P2O5 18% 偏大 ①③ 生成二氧化碳導致瓶內(nèi)壓強無法減小 氫氧化鈉溶液 4 便于讀數(shù)、誤差小、減少污染等

【解析】

解：[實驗活動一] （1）紅磷在瓶內(nèi)燃燒產(chǎn)生大量白煙；反應的原理是磷與氧氣在點燃的條件下反應生成五氧化二磷；表達式為：磷+氧氣五氧化二磷或P+O2P2O5；

（2）甲同學測得空氣中氧氣的體積分數(shù)為：×100%=18%；乙同學測出的氧氣的含量為：×100%=22.4%，比實際值偏大；

（3）導致甲同學實驗結果偏低的原因可能是紅磷過少或裝置漏氣等；導致乙同學實驗結果偏高的原因可能是止水夾沒有夾緊，紅磷燃燒時空氣外逸或燃燒匙伸入過慢，集氣瓶中空氣外逸；

[實驗與交流]（4）乙同學認為不行，原因是：木炭與氧氣反應生成二氧化碳氣體，會導致水不能進入集氣瓶；氫氧化鈉溶液可以將生成的二氧化碳氣體完全吸收，所以可加入氫氧化鈉溶液也可以收到較好的效果；

[實驗活動二]（5）活塞位置如圖Ⅱ所示，實驗前打開彈簧夾，用酒精燈加熱紅磷，充分反應結束后，待試管冷卻，消耗的氧氣體積為：（40mL+15mL）×=11mL，活塞前沿最終停留在15mL-11mL=4mL的刻度線上；

（6）用該裝置測定空氣中氧氣含量的和采用課本上的裝置相比，其優(yōu)點是便于讀數(shù)、誤差小、減少污染等。