Question

【題目】學(xué)習(xí)化學(xué)離不開實(shí)驗(yàn)和科學(xué)探究。
【實(shí)驗(yàn)活動(dòng)一】甲、乙兩位同學(xué)用下圖所示的裝置定量測定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)。

已知廣口瓶中空氣體積為250mL（已扣除瓶塞和瓶中水所占體積）
（1）I．①他們實(shí)驗(yàn)過程如下：
②用彈簧夾夾住橡膠管后，將燃燒匙中紅磷在酒精燈上點(diǎn)燃后伸入集氣瓶中，并將導(dǎo)管伸入裝有100mL水的量筒中。
③過一段時(shí)間后，打開彈簧夾，等到水不再進(jìn)入廣口瓶時(shí)，從量筒中取出導(dǎo)管，記錄量筒中剩余水的體積。
④甲同學(xué)記錄量筒中水的體積為55mL，乙同學(xué)記錄量筒中水的體積為44mL。
（2）Ⅱ．仔細(xì)閱讀以上實(shí)驗(yàn)過程回答下列問題：
①將上述實(shí)驗(yàn)過程的第一步補(bǔ)充完整：
②紅磷在瓶內(nèi)燃燒現(xiàn)象是發(fā)生反應(yīng)的文字或符號(hào)表達(dá)式為
③甲同學(xué)測得空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)為 ， 乙同學(xué)測出的氧氣的含量偏（填大或�。�
④導(dǎo)致甲同學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的原因可能是
①紅磷的量不足 ②實(shí)驗(yàn)過程中，沒夾緊彈簧夾
③裝置未完全冷卻就打開彈簧夾 ④點(diǎn)燃紅磷后，燃燒匙伸入集氣瓶中太慢
（3）【實(shí)驗(yàn)與交流】在老師的指導(dǎo)下，甲乙兩位同學(xué)又重復(fù)幾次該實(shí)驗(yàn)，測出了比較準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。
甲同學(xué)提出在不改變其他條件的情況下，能否用木炭代替紅磷做這個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)兀?/span>
乙同學(xué)認(rèn)為不行，原因是。
（4）【拓展延伸】甲乙兩位同學(xué)查閱資料知道紅色的銅絲也能跟空氣中的氧氣反應(yīng)生成黑色的氧化銅固體。根據(jù)此反應(yīng)原理，他們猜想能否用銅絲準(zhǔn)確測定空氣中氧氣的含量呢？于是進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)活動(dòng)二，裝置如圖2。

【實(shí)驗(yàn)活動(dòng)二】在由兩個(gè)注射器組成的密閉系統(tǒng)內(nèi)共有50 mL空氣，然后給裝有銅絲的玻璃 管加熱。同時(shí)交替推動(dòng)兩個(gè)注射器的活塞，至玻璃管內(nèi)的黑色固體較長時(shí)間內(nèi)無進(jìn)一步變化時(shí)停止。停止加熱，冷至室溫，讀出殘留的注射器里氣體的體積，算出空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)約為21%。
仔細(xì)閱讀以上實(shí)驗(yàn)過程回答下列問題：
①在實(shí)驗(yàn)的加熱過程中，交替緩慢推動(dòng)兩個(gè)注射器的目的是。寫出該反應(yīng)的文字表達(dá)式。
②從保護(hù)環(huán)境角度考慮，與用紅磷燃燒的方法相比，用加熱銅絲測空氣中氧氣含量的主要優(yōu)點(diǎn)是。

Answer 1

【答案】
（1）檢查裝置的氣密性
（2）產(chǎn)生大量白煙,氧氣+磷 五氧化二磷,18%,偏大,①③
（3）木炭與氧氣反應(yīng)生成二氧化碳導(dǎo)致瓶內(nèi)壓強(qiáng)無法減小
（4）使銅絲與氧氣充分反應(yīng)至結(jié)束,氧氣+銅 氧化銅,不會(huì)產(chǎn)生五氧化二磷白煙污染空氣
【解析】【實(shí)驗(yàn)活動(dòng)一】
（1）實(shí)驗(yàn)前先檢查裝置的氣密性；
（2）點(diǎn)燃的紅磷，在集氣瓶燃燒，生成大量的白煙．紅磷燃燒生成了五氧化二磷，紅磷在瓶內(nèi)燃燒的文字表達(dá)式為：磷+氧氣五氧化二磷；2P2O5；
甲同學(xué)記錄量筒中水的體積為55mL，進(jìn)入集氣瓶中的水為100mL-55mL=45mL，氧氣的體積分?jǐn)?shù)可為×100%=18%；
18%，乙同學(xué)記錄量筒中水的體積為44mL，氧氣的體積分?jǐn)?shù)為×100%=22.4%．乙同學(xué)測出的氧氣的含量偏大；
導(dǎo)致甲同學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏低的原因可能是紅磷過少或裝置漏氣等；導(dǎo)致乙同學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏高的原因可能是 止水夾沒有夾緊，紅磷燃燒時(shí)空氣外逸或燃燒匙伸入過慢，集氣瓶中空氣外逸．
（3）【實(shí)驗(yàn)與交流】因?yàn)樘挤廴紵�消耗掉氧氣同時(shí)又生成了二氧化碳等氣體，瓶內(nèi)壓強(qiáng)基本不變，水不倒流．
（4）【實(shí)驗(yàn)活動(dòng)二】
交替緩慢推動(dòng)兩個(gè)注射器，能使封閉空間的氧氣與銅絲充分接觸，使空氣中的氧氣與紅磷充分反應(yīng)．銅和氧氣加熱，生成氧化銅，該反應(yīng)的文字表達(dá)式為：銅+氧氣氧化銅；
從保護(hù)環(huán)境角度考慮，與用紅磷燃燒的方法相比，用加熱銅絲測空氣中氧氣含量的主要優(yōu)點(diǎn)是不會(huì)產(chǎn)生五氧化二磷，污染空氣．
故答案為：（1）檢查裝置的氣密性；（2）紅磷燃燒，生成大量的白煙；磷+氧氣五氧化二磷；18%；偏大；①③；（3）木炭與氧氣反應(yīng)生成二氧化碳導(dǎo)致瓶內(nèi)壓強(qiáng)無法減��；（4）使銅絲與氧氣充分反應(yīng)至結(jié)束；銅+氧氣氧化銅；不會(huì)產(chǎn)生五氧化二磷白煙污染空氣.
（1）任何制取氣體與測定空氣體積的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)之前都有檢驗(yàn)裝置的氣密性；
（2）紅磷和氧氣點(diǎn)燃生成了五氧化二磷；根據(jù)量筒中剩余水的體積可計(jì)算進(jìn)入集氣瓶中的水的體積，然后用進(jìn)入集氣瓶中水的體積除以集氣瓶的容積就是測量的氧氣的體積分?jǐn)?shù)．造成測得氧氣的體積分?jǐn)?shù)小于五分之一的因素可能有：①裝置是否漏氣；②紅磷的用量是否充足；③瓶內(nèi)的氧氣是否耗盡；④裝置是否冷卻到室溫．造成測得氧氣的體積分?jǐn)?shù)大于五分之一的因素可以從以下兩各方面考慮：①止水夾有沒有夾緊；②燃燒匙伸入是否過慢．
（3）碳粉燃燒消耗掉氧氣同時(shí)又生成了二氧化碳等氣體，瓶內(nèi)壓強(qiáng)基本不變，水不倒流；
（4）交替緩慢推動(dòng)兩個(gè)注射器，能使兩個(gè)注射器內(nèi)的氧氣與紅磷充分接觸；該裝置是密封的，可以組成生成的五氧化二磷進(jìn)入空氣.