Question

8．用實驗法研究物質的組成及變化
化學是一門實驗的科學，化學實驗是化學研究的重要方法之一，以下是同學們做過的幾個實驗．
請回答以下有關問題；

（1）圖A中若銅粉用量不足，測得空氣中氧氣的體積分數(shù)將小于（填“大于”或“小于”）$\frac{1}{5}$，在實驗加熱過程中，緩慢推動注射器活塞的目的是使空氣中氧氣與銅粉充分反應．
（2）圖B中實驗運用了控制變量，對照實驗的研究方法，二氧化錳在反應前后質量與化學性質均不改變，右邊試管發(fā)生反應的化學方程式為2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（3）圖C中的實驗證明蠟燭中含有氫元素的實驗現(xiàn)象是燒杯內(nèi)壁有水霧，欲證明蠟燭中含有碳元素，還需進行的實驗是通入澄清的石灰水，石灰水變渾濁．該實驗一段時間后觀察到蠟燭熄滅了，由此現(xiàn)象得到的結論是蠟燭燃燒需要氧氣．
（4）圖D中反應后天平不平衡，有人說：該反應不符合質量守恒定律，你認為這種說法是否正確？你的理由是不正確；符合質量守恒定律，反應后產(chǎn)生的氣體未被稱量到，所以反應后質量減少．
（5）圖E中的實驗瓶底放少量水或鋪一層細砂的目的是防止產(chǎn)生的高溫熔融物使集氣瓶底部炸裂．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)測定空氣中氧氣的體積分數(shù)實驗的原理、注意事項分析回答誤差原因解答；
（2）根據(jù)實驗對比結合催化劑的特點分析；
（3）根據(jù)質量守恒定律以及燃燒的條件來分析；
（4）根據(jù)質量守恒定律的內(nèi)容分析；
（5）根據(jù)鐵絲燃燒的現(xiàn)象及實驗注意事項分析．

解答 解：（1）在測定空氣中氧氣的體積分數(shù)時，若銅粉用量不足，沒有將氧氣消耗盡，測得空氣中氧氣的體積分數(shù)將小于$\frac{1}{5}$，在實驗加熱過程中，為使空氣中的氧氣充分反應，應交替緩慢推動兩個注射器活塞；
（2）圖B通過等體積等濃度的過氧化氫加二氧化錳能夠加快反應的速率，是通過控制變量，對照實驗得出結論；二氧化錳是過氧化氫分解的催化劑，因此反應前后質量與化學性質都不變；過氧化氫在二氧化錳的催化作用下生成水和氧氣，反應的化學方程式為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（3）證明蠟燭中含有氫元素，可驗證蠟燭燃燒生成物中有水來證明，實驗證明蠟燭中含有氫元素的實驗現(xiàn)象是燒杯內(nèi)壁有水霧；欲證明蠟燭中含有碳元素，還需進行的實驗是通入澄清的石灰水，石灰水變渾濁；燒杯中蠟燭很快熄滅，是因為燒杯中的氧氣耗盡了，說明蠟燭燃燒需要氧氣；
（4）裝置D中將鹽酸與石灰石混合，反應停止后，天平不平衡，因為鹽酸與碳酸鈣反應生成二氧化碳氣體，逸入空氣，因此質量減少；
故填：不正確；符合質量守恒定律，反應后產(chǎn)生的氣體未被稱量到，所以反應后質量減少；
（5）鐵絲在氧氣中燃燒：觀察到鐵絲劇烈燃燒，火星四射，生成黑色固體，放出大量的熱；燃燒產(chǎn)生四氧化三鐵；該實驗瓶底放少量水或鋪一層細砂的目的是防止產(chǎn)生的高溫熔融物使集氣瓶底部炸裂；
故答案為：
（1）小于；使空氣中氧氣與銅粉充分反應；
（2）控制變量，對照實驗；質量與化學性質；2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（3）燒杯內(nèi)壁有水霧；通入澄清的石灰水，石灰水變渾濁；蠟燭燃燒需要氧氣；
（4）不正確；符合質量守恒定律，反應后產(chǎn)生的氣體未被稱量到，所以反應后質量減少；
（5）防止產(chǎn)生的高溫熔融物使集氣瓶底部炸裂．

點評 此題是一道多點知識考查題，主要是對常見的一些實驗的分析與探究，解題的關鍵是抓住實驗的目的并結合實驗注意事項進行分析與探究．此題難度不大，但綜合性較強，掌握常見實驗的現(xiàn)象、注意事項等是順利解題的關鍵所在．