Question

【題目】實驗是科學(xué)探究的重要方法，讓們一起再認識空氣中氧氣含量的測定拉瓦錫實驗方案（如圖1）利用汞的反應(yīng)與圖2相比，圖2的優(yōu)點_______（一條即可）

（實驗回顧）興趣小組的同學(xué)利用課本中的 實驗方案（如圖2）測定空氣中氧氣的含量，但測出的氧氣的體積分數(shù)明顯小于1/5。

請你參與探究：

（提出問題）造成誤差的原因是什么？如何改進課本上的實驗裝置？

（查閱資料）紅磷、白磷的一些性質(zhì)如下表：

	顏色、狀態(tài)	熔點/℃	著火點/℃	密度/（g/cm3）
紅磷	暗紅色固體	590	240	2.34
白磷	白色或黃色固體	44.1	40	1.82

（猜想與假設(shè)）

甲同學(xué)；可能是導(dǎo)管內(nèi)原含有空氣，后來殘留有吸入的水，影響實驗的準確性。

乙同學(xué):可能是瓶內(nèi)殘留氣體中還有氧氣。

你還能作出的猜想是____________。

（實驗與交流）在老師的指導(dǎo)下，小組同學(xué)對課本上的實驗裝置進行了圖3所示的改進（其他儀器忽略）。

（1）甲同學(xué)提出應(yīng)把紅磷換為白磷，理由是________________________。

（2）寫出白磷燃燒的化學(xué)方程式________________________。

（3）與課本上的實驗裝置相比較，該裝置的一個優(yōu)點是________________________。

（探究與反思）

（4）大家用改進的實驗裝置進行實驗，待注射器冷卻、管內(nèi)白煙消失后，又意外發(fā)現(xiàn)注射器內(nèi)壁附著黃色固體，該黃色固體的主要成分可能是______________________。

（5）為了驗證乙同學(xué)的猜想，在老師的指導(dǎo)下，興趣小組 的聞學(xué)又利用傳感器改進實驗裝置（如圖4），分別用過量的紅磷和白磷進行對照實驗，并用高能激光筆點燃磷。

①用測量氧氣濃度的傳感器測得反應(yīng)后裝置內(nèi)氧氣 濃度分別是：紅磷為8.7%和白磷為1.0% ，從而證明乙同學(xué)的猜想___________（填“正確”或“錯誤”），但也有同學(xué)認為白磷也不能準確測定空氣中氧氣含量的原因是_________________________________。

②如圖5是白磷燃燒過程中的壓強變化趨勢，試分析回答：圖中AB段變化的原因是______________________； BC段變化的原因是______________________。

Answer 1

【答案】反應(yīng)迅速，操作簡便，現(xiàn)象明顯（合理即可） 裝置漏氣(或紅磷不足或沒有冷卻至室溫就打開止水夾) 白磷的著火點比較低 4P + 5O22P2O5 能夠減少實驗誤差，不會污染空氣 白磷 正確 白磷不能將瓶內(nèi)的氧氣完全消耗 紅磷燃燒放熱，導(dǎo)致集氣瓶中的氣體膨脹，氣壓增大 集氣瓶中的氧氣被消耗，溫度逐漸恢復(fù)至室溫，壓強減小

【解析】

拉瓦錫把少量汞放在密閉容器中加熱12天，發(fā)現(xiàn)部分汞變成紅色粉末，同時，空氣體積減少了1/5左右。圖2的優(yōu)點反應(yīng)迅速，操作簡便，現(xiàn)象明顯；

猜想與假設(shè)：

還能作出的猜想是裝置漏氣，紅磷不足，沒有冷卻至室溫就打開止水夾等；

實驗與交流：

（1）圖中的實驗是用80℃水提供的熱量引燃磷，紅磷的著火點是240℃，白磷的著火點是40℃，甲同學(xué)提出應(yīng)把紅磷換為白磷，理由是白磷的著火點比較低；

（2）白磷在空氣中燃燒生成五氧化二磷，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4P + 5O22P2O5；

（3）圖中的裝置可以知道該裝置在密閉的環(huán)境中進行反應(yīng)，能夠減少實驗誤差，不會污染空氣；

探究與反思：

（4）根據(jù)“查閱資料”可以知道，白磷為白色或黃色固體，所以左玻璃管上端的黃色固體主要成分可能是白磷固體受熱蒸發(fā)后形成的蒸汽凝固附著在玻璃管上，所以該黃色固體的主要成分可能是白磷；

（5）①用測量氧氣濃度的傳感器測得反應(yīng)后裝置內(nèi)氧氣 濃度分別是：紅磷為8.7%和白磷為1.0% ，說明了瓶內(nèi)殘留氣體中還有氧氣，從而證明乙同學(xué)的猜想正確；白磷也不能準確測定空氣中氧氣含量的原因是白磷不能將瓶內(nèi)的氧氣完全消耗；

②AB段氣壓上升的原因是紅磷燃燒放熱，導(dǎo)致集氣瓶中的氣體膨脹，氣壓增大；

BC段變化的原因是集氣瓶中的氧氣被消耗，溫度逐漸恢復(fù)至室溫，壓強減小。