Question

3．如圖1是“空氣中氧氣體積分?jǐn)?shù)測(cè)定”實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)裝置．主要操作是：在實(shí)際容積為150mL的集氣瓶里，先裝進(jìn)50mL的水，再按圖1連好儀器，按下熱的玻璃棒，白磷立即被點(diǎn)燃．（白磷40℃即燃燒，燃燒產(chǎn)物與紅磷相同）
（1）白磷從燃燒到熄滅冷卻的過程中，瓶內(nèi)水面的變化是先下降，后上升；若實(shí)驗(yàn)成功，最終集氣瓶中水的體積約為70mL．
（2）該實(shí)驗(yàn)可推論出氮?dú)獾男再|(zhì)為氮?dú)獠荒芘c紅磷反應(yīng)，也不能溶于水或與水反應(yīng)．
（3）若將白磷換成炭粉，該實(shí)驗(yàn)?zāi)芊瘾@得成功？為什么？不能；因?yàn)樘既紵�產(chǎn)生氣體，使瓶中大氣壓不變．
（4）集氣瓶里預(yù)先裝進(jìn)的50mL水，在實(shí)驗(yàn)過程中起到哪些作用？（填寫序號(hào)）
A．加快集氣瓶內(nèi)氣體冷卻  B．液封導(dǎo)氣管末端以防氣體逸出  C．吸收五氧化二磷
（5）圖2是另一實(shí)驗(yàn)小組對(duì)測(cè)定空氣中氧氣含量實(shí)驗(yàn)的兩套裝置圖，請(qǐng)結(jié)合圖示回答有關(guān)問題．（已知銅和氧氣在加熱的條件下反應(yīng)生成氧化銅固體）

①根據(jù)下表提供的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，完成如表

硬質(zhì)玻璃管中空氣的體積	反應(yīng)前注射器中空氣體積	反應(yīng)后注射器中氣體體積	實(shí)驗(yàn)測(cè)得空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)
25mL	15mL	9mL

②裝置一和裝置二中氣球的位置不同，裝置二（填“裝置一”或“裝置二”）更合理，理由是能讓空氣更易流通，全部通過銅粉，使氧氣與銅粉充分反應(yīng)．
③若實(shí)驗(yàn)測(cè)得的結(jié)果偏�。ㄑ鯕獾捏w積分?jǐn)?shù)小于21%），可能的原因有哪些？銅粉的量不足；未待裝置完全冷卻至室溫就讀數(shù)（列舉兩條）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)白磷燃燒生成五氧化二磷進(jìn)行解答．
（2）根據(jù)白磷從燃燒到熄滅冷卻的過程中裝置內(nèi)的壓強(qiáng)的變化分析，根據(jù)空氣中氧氣含量考慮；
（3）氮?dú)怆y溶于水，也不能與水發(fā)生反應(yīng)；
（4）炭粉與氧氣反應(yīng)生成了二氧化碳，二氧化碳是一種氣體．根據(jù)集氣瓶中水可以使瓶內(nèi)形成密封體系考慮；
（5）①注射器內(nèi)氣體減少的量就是氧氣的量；
②從兩種裝置的區(qū)別來分析；
③根據(jù)測(cè)定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)實(shí)驗(yàn)的原理、注意事項(xiàng)分析回答．

解答 解：
（1）白磷從燃燒到熄滅冷卻的過程中，瓶內(nèi)的壓強(qiáng)先增大，后又降低，因此瓶內(nèi)水面的變化是先下降，后上升；由于空氣中氧氣約占空氣體積的五分之一，容積為150mL的集氣瓶里，先裝進(jìn)50mL的水，所以空氣體積是100mL，所以氧氣占著20mL，所以最后集氣瓶中水的體積約為50mL+20mL=70mL；
故答案為：先下降，后上升；70mL；
（2）水進(jìn)入瓶內(nèi)占五分之一．說明氮?dú)獠荒芘c紅磷反應(yīng)，也不能溶于水或與水反應(yīng)；
（3）炭粉盡管能與氧氣反應(yīng)，除去了瓶內(nèi)的氧氣，但由于反應(yīng)生成了二氧化碳?xì)怏w，因此瓶內(nèi)的氣體沒有減少，氣壓不會(huì)減小，故實(shí)驗(yàn)不能測(cè)定出空氣中氧氣的含量．故答案為：不能；因?yàn)樘既紵�產(chǎn)生氣體，使瓶中大氣壓不變；
（4）集氣瓶內(nèi)預(yù)先裝入適量的水，使白磷燃燒時(shí)集氣瓶內(nèi)氣壓不會(huì)過度增大，不至于使集氣瓶中氣體受熱膨脹而逸出．同時(shí)還可以加快集氣瓶冷卻，緩沖集氣瓶內(nèi)氣壓的驟然升高．故答案為：ABC．
（5）①注射器內(nèi)氣體減少的量就是氧氣的體積，則實(shí)驗(yàn)測(cè)得空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)為：$\frac{15mL-9mL}{25mL+15mL}$×100%=15%；
②裝置二與裝置一裝置比較，裝置二中的氣球在玻璃管的后部，更易讓空氣流通，氧氣與銅能充分反應(yīng)；
③在測(cè)定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)時(shí)，實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)測(cè)定氧氣的體積分?jǐn)?shù)低于五分之一，可能的原因有：①銅粉的量可能不足，沒有將氧氣消耗盡；②裝置可能漏氣，；③實(shí)驗(yàn)中可能未冷卻至室溫就讀數(shù)等．
答案：
（1）先下降，后上升；70mL
（2）氮?dú)獠荒芘c紅磷反應(yīng)，也不能溶于水或與水反應(yīng)；
（3）不能；因?yàn)樘既紵�產(chǎn)生氣體，使瓶中大氣壓不變；
（4）ABC；
（5）①15%；②裝置二；能讓空氣更易流通，全部通過銅粉，使氧氣與銅粉充分反應(yīng)；③銅粉的量不足；未待裝置完全冷卻至室溫就讀數(shù)．

點(diǎn)評(píng) 本考點(diǎn)考查了空氣中氧氣的含量的探究，并且注重了實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)，對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)是近幾年中考的一個(gè)重點(diǎn)，要認(rèn)真把握．本考點(diǎn)綜合性比較強(qiáng)，主要出現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)題中．