Question

17．在“空氣中氧氣含量的測定”實(shí)驗(yàn)探究中，A同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案：
在燃燒匙內(nèi)盛過量紅磷，點(diǎn)燃后立即插入集氣瓶內(nèi)，塞緊橡皮塞，待紅磷火焰熄滅，集氣瓶冷卻至室溫，打開鐵夾，水注入集氣瓶．（實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示）回答下列問題：
（1）實(shí)驗(yàn)過程中，觀察到的主要現(xiàn)象是產(chǎn)生大量白煙，有水進(jìn)入集氣瓶，反應(yīng)的表達(dá)式是磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷，若裝置漏氣結(jié)果偏�。�
（2）B同學(xué)用上述實(shí)驗(yàn)裝置測定的結(jié)果是：空氣中氧氣含量與正常值有較明顯的偏差，其操作上的原因可能是（要求答出兩種）：裝置漏氣、燃燒匙伸入集氣瓶中時(shí)太慢．
（3）C同學(xué)也設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，裝置和操作同上，用木炭代替了紅磷．當(dāng)木炭停止燃燒，集氣瓶冷卻至室溫，打開鐵夾后，水能否進(jìn)入集氣瓶？為什么？不能，因?yàn)槟咎咳紵�生成二氧化碳�(xì)怏w．
（4）某同學(xué)對上述實(shí)驗(yàn)又進(jìn)行了大膽改進(jìn)，設(shè)計(jì)如乙圖（選用容積為30mL的試管作反應(yīng)容器）實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行，收到了良好的效果． 實(shí)驗(yàn)的操作步驟如下：
①撤去酒精燈，待試管冷卻到室溫后．   
②點(diǎn)燃酒精燈．
③將足量紅磷平裝入試管中，將20mL的注射器活塞置于10mL 刻度處，并按圖中所示的連接方式固定好，再將彈簧夾松開橡皮管．
④讀取并記錄注射器活塞的數(shù)據(jù)．
你認(rèn)為正確的實(shí)驗(yàn)操作順序是③②①④ （填序號）．實(shí)驗(yàn)中，注射器活塞將從10mL刻度處慢慢向前移到約為1 mL刻度處才停止．
（5）對比上述兩實(shí)驗(yàn)，你認(rèn)為改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)實(shí)驗(yàn)誤差較小（或不污染環(huán)境或便于讀數(shù)）．

Answer 1

分析 （1）紅磷在空氣中燃燒時(shí)產(chǎn)生大量白煙，放出大量的熱；
當(dāng)集氣瓶中的氧氣被消耗，冷卻至室溫時(shí)，水能夠進(jìn)入集氣瓶，進(jìn)入集氣瓶中的水約占集氣瓶容積的五分之一；
（2）如果操作不當(dāng)，會影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，甚至?xí)��?dǎo)致實(shí)驗(yàn)失��；
（3）木炭燃燒生成二氧化碳?xì)怏w，生成的二氧化碳?xì)怏w占據(jù)了氧氣的空間，會導(dǎo)致水不能進(jìn)入集氣瓶；
（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以判斷解答；
（5）根據(jù)裝置特點(diǎn)分析解答．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)過程中，觀察到的主要現(xiàn)象是產(chǎn)生大量白煙、水進(jìn)入集氣瓶；
反應(yīng)的文字表達(dá)式為：磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷；若裝置漏氣結(jié)果偏小；
（2）如果裝置漏氣，會導(dǎo)致進(jìn)入集氣瓶中的水不到集氣瓶容積的五分之一，從而導(dǎo)致測定結(jié)果偏低；
如果燃燒匙伸入集氣瓶中時(shí)太慢，會導(dǎo)致集氣瓶中的部分空氣受熱膨脹逸出，從而導(dǎo)致進(jìn)入集氣瓶中的水多于集氣瓶容積的五分之一，從而導(dǎo)致測定結(jié)果偏大．
故填：裝置漏氣；燃燒匙伸入集氣瓶中時(shí)太慢．
（3）用木炭代替紅磷時(shí)，木炭燃燒生成的二氧化碳?xì)怏w占據(jù)了氧氣的空間，導(dǎo)致水不能進(jìn)入集氣瓶，從而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失�。�
故填：不能，因?yàn)槟咎咳紵�生成二氧化碳�(xì)怏w．
（4）圖Ⅱ?qū)嶒?yàn)正確的實(shí)驗(yàn)操作順序是：③②①④；由于紅磷燃燒消耗了容積為45mL的18×180mm的試管內(nèi)空氣的五分之一，也就是9mL，所以活塞所處的刻度值為10mL-9mL=1mL；
（5）對照圖Ⅱ?qū)嶒?yàn)，圖I實(shí)驗(yàn)的不足之處是：實(shí)驗(yàn)誤差較大、污染環(huán)境、不便于讀數(shù)等．
答案：
（1）產(chǎn)生大量白煙；水進(jìn)入集氣瓶；磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷；�。�
（2）裝置漏氣；燃燒匙伸入集氣瓶中時(shí)太慢；
（3）不能，因?yàn)槟咎咳紵�生成二氧化碳�(xì)怏w；
（4）③②①④；1；
（5）實(shí)驗(yàn)誤差較�。ɑ虿晃廴经h(huán)境或便于讀數(shù)）．

點(diǎn)評 可以用來測定空氣中氧氣含量的物質(zhì)應(yīng)該具備的條件是：能和空氣中的氧氣反應(yīng)，生成物是固體，不能和空氣中的其它物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)．