Question

4．實驗是科學探究的重要方法，如圖是測定空氣中氧氣含量的三套裝置圖，請結合圖示回答有關問題．
（1）按裝置一所示進行實驗，紅磷在瓶內(nèi)燃燒時，如果止水夾未夾緊，會導致測定結果偏大（填“偏小”、“不變”或“偏大”）．若將紅磷換成木炭，實驗不能達到目的，原因是有二氧化碳生成．小雨認為事先在集氣瓶內(nèi)放入氫氧化鈉溶液，實驗就能成功，他的理由是CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O（用化學方程式表示）；小鑫認為實驗仍然無法達到目的，理由是木炭燃燒生成二氧化碳，而一氧化碳不能被氫氧化鈉溶液吸收．
（2）用裝置二進行實驗得到如下實驗數(shù)據(jù)，完成下表：

硬質(zhì)玻璃管中空氣的體積	反應前注射器中空氣體積	反應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	15%

裝置二和裝置三中氣球的作用是緩沖氣體壓力利于控制活塞推進或控制氣體壓強有利于充分反應，但氣球的位置不同，裝置三（填“裝置二”或“裝置三”）更合理，理由是能讓空氣更易流通，全部通過紅磷，使氧氣與紅磷充分反應．
（3）若用實驗裝置二，測量的結果偏小，可能的原因有哪些？請寫出2點：紅磷的量不足、未待裝置完全冷卻至室溫就讀數(shù)．
（4）用實驗裝置乙進行實驗，在實驗結束后，向集氣瓶內(nèi)滴加紫色石蕊試液，立刻變紅，說明溶液顯酸性；什么原因使石蕊試液變紅的呢？你的猜測是紅磷燃燒生成五氧化二磷，它與水反應生成酸性物質(zhì)．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)紅磷燃燒放出大量的熱以及木條燃燒生成二氧化碳氣體進行解答；考慮二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應，而一氧化碳與氫氧化鈉溶液不反應；
（2）根據(jù)氣球的作用緩沖，防止試管內(nèi)氣體溫度升高，氣壓增大，沖開橡皮塞以及從兩種裝置的區(qū)別來分析進行解答；
（3）根據(jù)實驗的注意事項分析回答；
（4）考慮紅磷燃燒生成五氧化二磷，它與水反應生成酸性物質(zhì)．

解答 解：（1）紅磷燃燒放出大量的熱，所以如果止水夾未夾緊，會有氣體逸出，冷卻后進入水的體積變大，則會導致測定結果偏大；木條燃燒生成二氧化碳氣體，所以不能將紅磷換成木炭；二氧化碳與氫氧化鈉溶液反，其化學方程式為CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O，而一氧化碳與氫氧化鈉溶液不反應．
（2）注射器內(nèi)氣體減少的量就是氧氣的體積，則實驗測得空氣中氧氣的體積分數(shù)為：$\frac{15mL-9mL}{25mL+15mL}×100%$=15%；裝置中氣球的作用是：緩沖，防止試管內(nèi)氣體溫度升高，氣壓增大，沖開橡皮塞；裝置二與裝置三裝置比較，裝置三中的氣球在玻璃管的后部，更易讓空氣流通，氧氣與紅磷能充分反應；實驗過程中，注射器應不停推拉活塞；
（3）若實驗測得的結果偏小（氧氣的體積分數(shù)小于21%），可能的原因有紅磷的量不足、未待裝置完全冷卻至室溫就讀數(shù)、漏氣等．
（4）用實驗裝置乙進行實驗，在實驗結束后，向集氣瓶內(nèi)滴加紫色石蕊試液，立刻變紅，說明溶液顯酸性；猜測是紅磷燃燒生成五氧化二磷，它與水反應生成酸性物質(zhì)．
故答案為：
（1）偏大，有二氧化碳生成． CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O，木炭燃燒生成二氧化碳，而一氧化碳不能被氫氧化鈉溶液吸收．
（2）15%，緩沖氣體壓力利于控制活塞推進或控制氣體壓強有利于充分反應，裝置三，能讓空氣更易流通，全部通過紅磷，使氧氣與紅磷充分反應．
（3）紅磷的量不足、未待裝置完全冷卻至室溫就讀數(shù)．
（4）酸，紅磷燃燒生成五氧化二磷，它與水反應生成酸性物質(zhì)．

點評 注意合理設計實驗，科學地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結論的前提，因此要學會設計實驗、進行實驗、分析實驗，為學好化學知識奠定基礎．