Question

【題目】圖1是課本上“空氣中氧氣含量測(cè)定”的實(shí)驗(yàn)裝置。在實(shí)際使用中，經(jīng)常出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏小的情況，原因可能是_________（答一條）。某化學(xué)探究性學(xué)習(xí)小組對(duì)“空氣中氧氣含量測(cè)定”的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn)。

（查閱資料）

白磷和紅磷組成元素相同。白磷燃燒所需的最低溫度是40℃，而紅磷需要240℃。

（設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)）

實(shí)驗(yàn)裝置如圖2所示。

（實(shí)驗(yàn)步驟）

①待白磷燃燒完畢，將集氣瓶稍加振蕩，白煙消失。

②迅速將預(yù)熱過的玻璃棒按下與白磷接觸，觀察到白磷燃燒。

③在集氣瓶里裝入適量a體積的水，燃燒匙里放一塊白磷，在酒精燈上把玻璃棒下端加熱后，立刻將集氣瓶上的三孔膠塞塞緊。

④根據(jù)a、b、c三個(gè)數(shù)據(jù)，計(jì)算出空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)。

⑤如圖2所示連接儀器，檢查________。

⑥待集氣瓶完全冷卻至室溫，打開止水夾，量出集氣瓶中水的體積為b，整個(gè)集氣瓶的體積為c。

根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)信息，回答下列有關(guān)問題：

（1）正確的實(shí)驗(yàn)順序是________（填序號(hào)）；

（2）若實(shí)驗(yàn)非常成功，請(qǐng)寫出a、b、c三個(gè)數(shù)據(jù)應(yīng)滿足的一個(gè)等式關(guān)系__________；

（3）藥品中白磷的用量應(yīng)保證足量，其目的是__________。

（實(shí)驗(yàn)拓展）

另一個(gè)探究小組設(shè)計(jì)了另一個(gè)改進(jìn)裝置，如圖3所示。其中A是圓筒狀玻璃容器（帶密封蓋），上面標(biāo)有以厘米為單位的刻度，B是帶刻度的敞口玻璃管（其他輔助裝置略）。將過量的銅粉平鋪在惰性電熱板上，蓋緊密封蓋。通電加熱銅粉，充分反應(yīng)后，待冷卻到原來的狀態(tài)，調(diào)整B的高度使容器A、B中的液面保持相平，記錄液面刻度。（注：A容器內(nèi)固態(tài)物質(zhì)所占的體積忽略不計(jì)）

（4）寫出該實(shí)驗(yàn)的原理__________（寫出相關(guān)反應(yīng)表達(dá)式）；

（5）此改進(jìn)裝置對(duì)比課本上的實(shí)驗(yàn)裝置，優(yōu)點(diǎn)是________（答一條即可）；

（6）操作過程中，調(diào)整B的高度使容器A、B中的液面保持相平的目的是_________。

Answer 1

【答案】裝置氣密性差（合理即可） 裝置氣密性 ⑤③②①⑥④ c+4a=5b 將瓶?jī)?nèi)氧氣充分消耗完 誤差更小 確保兩容積內(nèi)的壓強(qiáng)相同，減小實(shí)驗(yàn)誤差

【解析】

紅磷測(cè)定空氣中氧氣含量實(shí)驗(yàn)中，通過水進(jìn)入的體積得出氧氣的含量，當(dāng)出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏小的原因可能是：①裝置氣密性差，反應(yīng)結(jié)束后又有空氣進(jìn)入；②紅磷量不足，氧氣不能耗盡；③未待裝置冷卻至室溫就打開止水夾，瓶?jī)?nèi)氣體體積受熱膨脹；④導(dǎo)管內(nèi)可能有少量水殘留。

（1）若用圖2裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，則需要首先檢查裝置氣密性，然后加入藥品，接著利用預(yù)熱的玻璃棒引燃白磷，待反應(yīng)完全后裝置冷卻至室溫，打開止水夾，記錄數(shù)據(jù)，計(jì)算出氧氣的含量，因此正確的實(shí)驗(yàn)順序應(yīng)該是⑤③②①⑥④，步驟⑤中連接好儀器后，檢查裝置氣密性，保證實(shí)驗(yàn)的成功。

（2）氧氣的含量約占空氣的五分之一，因此進(jìn)入到瓶?jī)?nèi)的水的體積也應(yīng)該是占等分的五分之一，由此有。

（3）若白磷量不足，則瓶?jī)?nèi)的氧氣無法被耗盡，會(huì)導(dǎo)致測(cè)得是結(jié)果比實(shí)際偏小，過量的目的就是將氧氣充分消耗掉。

（4）該反應(yīng)利用給銅粉加熱，消耗氧氣，原理是：。

（5）紅磷燃燒時(shí)當(dāng)氧氣濃度降低到某一點(diǎn)時(shí)就會(huì)熄滅，因此有誤差，而本改良實(shí)驗(yàn)中銅粉會(huì)一直與氧氣反應(yīng)，將氧氣徹底耗盡，并且不產(chǎn)生污染物，優(yōu)點(diǎn)是：誤差更小、對(duì)環(huán)境無污染。

（6）只有當(dāng)AB中的液面相平時(shí)，才能確保兩容積內(nèi)的壓強(qiáng)相同，讀出來的數(shù)據(jù)才準(zhǔn)確。