Question

13．為測定空氣中氧氣的含量，某學(xué)生設(shè)計了如下一些實驗并進行探究．請你參與評價或幫助他分析完成相關(guān)問題．
Ⅰ．【探究目的】測定空氣中氧氣的含量
Ⅱ．【查閱資料】25℃（室溫）、101kPa下，100g水可溶解0.1366gCO₂．
二氧化碳能與燒堿（氫氧化鈉）反應(yīng)生成碳酸鈉和水
Ⅲ．【提出問題】氧氣約占空氣體積的多少？
Ⅳ．【猜想假設(shè)】若各裝置都能將集氣瓶中的氧氣耗盡、木炭燃燒都轉(zhuǎn)化成CO₂、燒杯中液體都足量，忽略導(dǎo)管中的空氣和進入導(dǎo)管中的液體對測量的影響，則集氣瓶中吸入液體體積應(yīng)該約占集氣瓶容積的$\frac{1}{5}$．
Ⅴ．【實驗探究】

方案	甲	乙	丙	丁
裝置
操作	①關(guān)閉旋塞；
	②將足量的銅網(wǎng)加熱至紅熱狀；	②將足量的紅磷點燃；	②將足量的木炭點燃；	②將足量的木炭點燃；
	③立即伸入集氣瓶中并塞緊膠塞；④充分反應(yīng)，待集氣瓶中氣溫冷卻至室溫后打開旋塞；至燒杯中液面保持不變時記錄集氣瓶中吸入液體體積約占集氣瓶容積幾分之幾．
記錄	約$\frac{1}{5}$	約$\frac{1}{5}$	＜＜$\frac{1}{5}$	約$\frac{1}{5}$
結(jié)論	氧氣約占空氣體積的$\frac{1}{5}$	氧氣約占空氣體積的$\frac{1}{5}$	空氣中氧氣的體積含量遠小于$\frac{1}{5}$	氧氣約占空氣體積的$\frac{1}{5}$

Ⅵ．【反思交流】
（1）當集氣瓶中氣溫未冷卻至室溫即記錄集氣瓶中吸入液體體積約占集氣瓶容積的體積分數(shù)為a，當集氣瓶中氣溫冷卻至室溫后再記錄集氣瓶中吸入液體體積約占集氣瓶容積的體積分數(shù)為b，則a＜b（填“＞”或“＜”或“=”）．
（2）丙方案所測數(shù)據(jù)遠小于$\frac{1}{5}$的主要原因是二氧化碳在水中的溶解性小（或消耗氧氣，又產(chǎn)生新的二氧化碳氣體又沒有除去）．
（3）以乙方案為例，試分析在測定過程中，對測定結(jié)果帶來誤差的因素可能有裝置氣密性差、集氣瓶中氣溫未恢復(fù)至室溫就讀數(shù)等．（任答兩點）．

Answer 1

分析 本題是測定空氣中氧氣的含量，我們常用燃燒紅磷或白磷的方法，因為磷燃燒生成白色固體五氧化二磷，幾乎不占空間，使得內(nèi)外產(chǎn)生氣壓差，從而得到正確的結(jié)論．因此在選擇可燃物時，必須考慮到：燃燒的條件；生成物的狀態(tài)；不與空氣中其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)．保證本實驗成功的關(guān)鍵是：①裝置氣密性好；②紅磷要足量；③要冷卻至室溫再讀數(shù)．據(jù)此分析解答有關(guān)的問題．

解答 解：Ⅳ、由空氣中氧氣的含量可知，若各裝置都能將集氣瓶中的氧氣耗盡、木炭燃燒都轉(zhuǎn)化成CO₂、燒杯中液體都足量，忽略導(dǎo)管中的空氣和進入導(dǎo)管中的液體對測量的影響，則集氣瓶中吸入液體體積應(yīng)該約占集氣瓶容積的$\frac{1}{5}$．
Ⅴ、當瓶內(nèi)的壓強不再改變時，不再到吸入液體，燒杯中液面保持不變．這時可讀數(shù)；
Ⅵ．（1）當集氣瓶內(nèi)氣溫未冷卻時，瓶內(nèi)的壓強偏高時，進入的液體偏少．所以，a＜b；
（2）丙方案所測數(shù)據(jù)遠小于$\frac{1}{5}$的主要原因是：反應(yīng)產(chǎn)生的CO₂氣體在水中的溶解度不大；
（3）在測定過程中，對測定結(jié)果帶來誤差的因素可能有：裝置氣密性差、集氣瓶中氣溫未恢復(fù)至室溫就讀數(shù)、可燃物紅磷、木炭的量偏少等．
故答案為：Ⅳ.$\frac{1}{5}$；Ⅴ．保持不變；Ⅵ．（1）＜；（2）二氧化碳在水中的溶解性小（或消耗氧氣，又產(chǎn)生新的二氧化碳氣體又沒有除去）；（3）裝置氣密性差、集氣瓶中氣溫未恢復(fù)至室溫就讀數(shù)等．

點評 本題主要考查測定空氣中氧氣的含量的實驗，理解實驗的原理是解答本題的關(guān)鍵，增加了學(xué)生分析問題的思維跨度，強調(diào)了學(xué)生整合知識的能力．