Question

【題目】(一)、如圖是“空氣中氧氣體積分數(shù)測定”實驗的改進裝置．主要操作是：在實際容積為150mL的集氣瓶里，先裝進50mL的水，再按圖連接好儀器，按下熱的玻璃棒，白磷立即被點燃．(白磷40℃即燃燒，燃燒產(chǎn)物與紅磷相同且易與水反應(yīng)生成磷酸)

（1）該實驗中白磷需稍過量，目的是 ．
（2）白磷從燃燒到熄滅、冷卻的過程中，集氣瓶內(nèi)水面的變化是；若實驗成功，最終集氣瓶中水的體積約為mL．
（3）該實驗還可推論出氮氣的性質(zhì)是：氮氣 (填難或易)溶于水，其化學(xué)性質(zhì)(填“活潑”或“不活潑”)．
（4）集氣瓶里預(yù)先裝進的50mL水，在實驗過程中起到的作用有 (填寫序號)
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）(二)．實驗是科學(xué)探究的重要方法．如圖是測定空氣中氧氣含量實驗的兩套裝置圖，請結(jié)合圖示回答有關(guān)問題．

根據(jù)下表提供的實驗數(shù)據(jù)，完成下表

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	實驗測得空氣中氧氣的體積分數(shù)
25mL	15mL	9mL

（6）裝置一和裝置二中氣球的位置不同，我覺得裝置二更合理，理由是 ．
（7）若實驗測得的結(jié)果偏小(氧氣的體積分數(shù)小于21%)，可能的原因有哪些？

Answer 1

【答案】
（1）使氧氣充分反應(yīng)
（2）水面上升,70
（3）難,不活潑
（4）A B C
（5）15%
（6）有利于氧氣充分反應(yīng)
（7）銅不足(或漏氣)
【解析】(一) （1）根據(jù)測定空氣中氧氣的含量使，集氣瓶內(nèi)氧氣不能有剩余分析；（2） 根據(jù)白磷從燃燒到熄滅冷卻的過程中裝置內(nèi)的壓強的變化分析，根據(jù)空氣中氧氣含量考慮；（3）根據(jù)氮氣不燃燒也不支持燃燒且難溶于水解答；（4） 根據(jù)集氣瓶中水可以使瓶內(nèi)形成密封體系考慮；

(二) （5）注射器內(nèi)氣體減少的量就是氧氣的量；（6）從兩種裝置的區(qū)別分析；（7）根據(jù)測定空氣中氧氣體積分數(shù)的實驗原理、注意事項分析解答。

解：(一) （1） 該實驗中白磷需稍過量，目的是使氧氣充分反應(yīng)；（2）白磷從燃燒到熄滅冷卻的過程中，瓶內(nèi)的壓強先增大，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；（3）該實驗還可推論出氮氣的性質(zhì)是：氮氣難溶于水，其化學(xué)性質(zhì)不活潑；（4）集氣瓶內(nèi)預(yù)先裝入適量的水，使白磷燃燒時集氣瓶內(nèi)氣壓不會過度增大，不至于使集氣瓶中氣體受熱膨脹而逸出。同時還可以加快集氣瓶冷卻，緩沖集氣瓶內(nèi)氣壓的驟然升高，故選ABC；

(二)（5）根據(jù)題中提供的信息，測得空氣中氧氣的體積分數(shù)為（15mL-9mL）÷（25mL+15mL）×100%=15%；（6）裝置一和裝置二的設(shè)計裝置二更合理，理由為能讓空氣更易流通，全部通過銅粉，有利于氧氣充分反應(yīng)；（7）測量的結(jié)果偏小的原因為銅粉的量不足，或末等裝置完全冷卻到室溫就讀數(shù)等。
根據(jù)測定空氣中氧氣體積分數(shù)的原理分析，測定氧氣體積分數(shù)時選擇能與空氣中氧氣反應(yīng)的物質(zhì)，且生成物為固體，使得裝置內(nèi)因氧氣反應(yīng)消耗壓強變小，再根據(jù)補充的水或活塞移動的體積確定氧氣的體積。