Question

9．甲同學(xué)用如圖1所示的裝置測定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)．方按如下：在燃燒匙中盛入紅磷，點燃后立即插入集氣瓶內(nèi)，塞緊橡皮塞，待紅磷火焰熄滅，集氣瓶冷卻至室溫，打開止水夾．
（1）待冷卻后打開止水夾，觀察到的現(xiàn)象是水沿著導(dǎo)管被壓入集氣瓶內(nèi)，并進入集氣瓶容積的$\frac{1}{5}$實驗后發(fā)現(xiàn)測定的氧氣的體積分?jǐn)?shù)低于21%，可能是由哪幾種原因引起的？A紅磷的量不足，瓶內(nèi)氧氣沒有耗盡B裝置漏氣
（2）乙同學(xué)也設(shè)計了一個實驗方案，裝置和操作同上，只不過將紅磷換成木炭，該實驗?zāi)芊瘾@得成功？不能（填“能”或“否”）理由是：木炭燃燒生成的二氧化碳與消耗的氧氣的體積相等，燃燒前后集氣瓶內(nèi)的壓強不變．
（3）某同學(xué)對實驗進行反思后，提出了改進方法（如圖2所示 ），你認(rèn)為改進后的優(yōu)點是：誤差少或無污染．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)磷燃燒消耗氧氣使瓶內(nèi)壓強減小進一步分析出現(xiàn)的現(xiàn)象并得出結(jié)論；
（2）根據(jù)木炭燃燒生成的二氧化碳與消耗的氧氣的體積相等，燃燒前后集氣瓶內(nèi)的壓強不變進行解答；
（3）根據(jù)裝置設(shè)計的比較好，操作簡單，并且試管內(nèi)的空氣也不會逸出來，比較嚴(yán)密解答．

解答 解：
（1）磷燃燒消耗氧氣使瓶內(nèi)壓強減小，在外界大氣壓的作用下水沿著導(dǎo)管被壓入集氣瓶內(nèi)，并進入集氣瓶容積的$\frac{1}{5}$；測定空氣中氧氣含量的實驗中，氣體減少的體積小于$\frac{1}{5}$的可能原因：①紅磷的量不足，瓶內(nèi)氧氣沒有耗盡；②裝置漏氣（如塞子未塞緊、燃燒匙與橡皮塞之間有縫隙等）；③未冷卻至室溫就打開彈簧夾，使進入瓶內(nèi)的水的體積減少等，
（2）木炭燃燒生成的二氧化碳與消耗的氧氣的體積相等，燃燒前后集氣瓶內(nèi)的壓強不變，所以當(dāng)木炭停止燃燒，集氣瓶冷卻至室溫，打開鐵夾后，水不能進入集氣瓶；故填：不能，木炭燃燒生成的二氧化碳與消耗的氧氣的體積相等，燃燒前后集氣瓶內(nèi)的壓強不變；
（3）通過凸透鏡聚光引燃紅磷，不需要打開瓶塞，空氣出不來也進不去，測量比較準(zhǔn)確．用酒精燈引燃紅磷，紅磷燃燒生成了五氧化二磷進入空氣會污染空氣，由于磷燃燒放出大量的熱，打開瓶塞時容易使空氣受熱而逸出．所以實驗的優(yōu)點是：誤差少或無污染．
答案：
（1）水沿著導(dǎo)管被壓入集氣瓶內(nèi)，并進入集氣瓶容積的$\frac{1}{5}$    紅磷的量不足，瓶內(nèi)氧氣沒有耗盡    裝置漏氣
（2）不能，木炭燃燒生成的二氧化碳與消耗的氧氣的體積相等，燃燒前后集氣瓶內(nèi)的壓強不變；
（3）誤差少或無污染

點評 本題考查了測定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)的有關(guān)問題，了解用紅磷測定氧氣在空氣中含量的實驗的注意事項等是解答本題的關(guān)鍵；了解實驗數(shù)據(jù)的處理或者誤差分析的方法及技巧．