Question

17．某化學(xué)興趣小組的同學(xué)對空氣中氧氣含量的測定實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究．
（1）如圖1所示裝置和藥品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，冷卻至室溫后打開止水夾，可觀察到的現(xiàn)象是：水倒流入容器約容器容積的$\frac{1}{5}$．若觀察到結(jié)果小于預(yù)期值，則可能是因?yàn)棰佗堍蓿ㄌ钚蛱枺��?br />①紅磷不足量   ②實(shí)驗(yàn)前集氣瓶內(nèi)未留少量水   ③點(diǎn)燃紅磷后緩慢塞緊膠塞
④未冷卻到室溫打開止水夾   ⑤止水夾沒夾緊   ⑥裝置氣密性不好
（2）小組內(nèi)同學(xué)反思實(shí)驗(yàn)的探究過程后認(rèn)為：用燃燒法測定空氣中氧氣含量的實(shí)驗(yàn)時(shí)，要求反應(yīng)物在空氣中只能與氧氣反應(yīng)且生成物的狀態(tài)應(yīng)該為固態(tài)或液態(tài)．

（3）小組內(nèi)同學(xué)還對該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了如圖2所示的改進(jìn)．（已知試管容積為45mL）
請結(jié)合實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，在以下的操作中排出正確的實(shí)驗(yàn)操作順序③①②④（填序號）．
①點(diǎn)燃酒精燈
②撤去酒精燈，待試管冷卻后松開彈簧夾．
③將少量紅磷平裝入試管中，將20mL的注射器活塞置于10mL刻度處，并按上圖中所示的鏈接方式固定好，再將彈簧夾緊橡皮管．
④讀取注射器活塞的數(shù)據(jù)．
最終注射器活塞將從10mL刻度處慢慢前移到約為1mL刻度處才停止．

Answer 1

分析 本題考查的內(nèi)容有常規(guī)性的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述，實(shí)驗(yàn)誤差分析，在此基礎(chǔ)上加大了深度，分析木炭能否代替紅磷以及鎂帶代替紅磷燃燒產(chǎn)生的截然相反地誤差的原因，這要求學(xué)生要從瓶內(nèi)壓強(qiáng)的變化去分析．對于用注射器改進(jìn)后的儀器其刻度更容易讀取，計(jì)算部分要注意被反應(yīng)消耗掉的是試管內(nèi)的氧氣，不包含注射器內(nèi)的部分．

解答 解：（1）紅磷燃燒產(chǎn)生大量白煙，同時(shí)釋放出大量的熱，燃燒消耗氧氣，使裝置內(nèi)的氣壓變小，因此待裝置冷卻到室溫打開止水夾，水倒流至瓶中約1/5 處；由分析可知，造成測得的氧氣體積分?jǐn)?shù)小于1/5結(jié)果的可能原因：紅磷的量不足；裝置漏氣（如塞子未塞緊、燃燒匙與橡皮塞之間有縫隙等），使外界空氣進(jìn)入瓶內(nèi)；未冷卻至室溫就打開彈簧夾，使進(jìn)入瓶內(nèi)的水的體積減少等；實(shí)驗(yàn)前集氣瓶內(nèi)未留少量水可能會造成集氣瓶炸裂；點(diǎn)燃紅磷后緩慢塞緊膠塞；止水夾沒夾緊可能造成氣體外逸，造成測得的氧氣體積分?jǐn)?shù)大于1/5；
（2）用燃燒法測定空氣中氧氣含量的實(shí)驗(yàn)時(shí)，在藥品的選擇或生成物的選擇上要考慮物質(zhì)在空氣中能否燃燒以及燃燒后生成物的狀態(tài)等．所以加入的物質(zhì)需要滿足能夠消耗了密閉容器內(nèi)的氧氣，而不產(chǎn)生新的氣體等；
（3）根據(jù)操作及實(shí)驗(yàn)?zāi)康目梢源_定實(shí)驗(yàn)順序?yàn)椋孩蹖⑸倭考t磷平裝入試管中，將20mL的注射器活塞置于10mL刻度處，并按圖2中所示的連接方式固定好，再將彈簧夾緊橡皮管；①點(diǎn)燃酒精燈；②撤去酒精燈，待試管冷卻后松開彈簧夾；④讀取注射器活塞的數(shù)據(jù)；對應(yīng)用注射器進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)，相對先前的實(shí)驗(yàn)，數(shù)據(jù)更容易獲取，因?yàn)樽⑸淦饔芯�確的刻度．計(jì)算部分要注意反應(yīng)消耗掉的是試管內(nèi)的氧氣，不包含注射器內(nèi)的部分，所以消耗氧氣是45的1/5，即9mL，所以注射器活塞應(yīng)該向左滑動(dòng)到“1”；
故答案為：
（1）水倒流入容器約容器容積的$\frac{1}{5}$；①④⑥；
（2）固態(tài)或液態(tài)；
（3）③①②④；1．

點(diǎn)評 注意尤其是注射器類似的本身內(nèi)部有氣體的可能的干擾就是要強(qiáng)調(diào)對題意的準(zhǔn)確把握對實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)從不同行角度分析評價(jià)時(shí)，要從題目本身的而分析角度來進(jìn)行，而不是先分析后解答具體的問題，即分析要有針對性．