Question

【題目】學(xué)習(xí)化學(xué)離不開實驗和科學(xué)探究。

【實驗活動一】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數(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）

I．他們實驗過程如下：

（1）

（2）用彈簧夾夾住橡膠管后，將燃燒匙中紅磷在酒精燈上點燃后伸入集氣瓶中，并將導(dǎo)管伸入裝有l(wèi)00mL水的量筒中。

（3）過一段時間后，打開彈簧夾，等到水不再進入廣口瓶時，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。

Ⅱ．仔細閱讀以上實驗過程回答下列問題：

（1）將上述實驗過程的第一步補充完整：

（2）紅磷在瓶內(nèi)燃燒現(xiàn)象是 發(fā)生反應(yīng)的文字或符號表達式為

（3）甲同學(xué)測得空氣中氧氣的體積分數(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)實驗結(jié)果的原因可能是

①紅磷的量不足 ②實驗過程中，沒夾緊彈簧夾

③裝置未完全冷卻就打開彈簧夾 ④點燃紅磷后，燃燒匙伸入集氣瓶中太慢

【實驗與交流】在老師的指導(dǎo)下，甲乙兩位同學(xué)又重復(fù)幾次該實驗，測出了比較準確的數(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實驗?zāi)兀?/span>

乙同學(xué)認為不行，原因是 。

【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確測定空氣中氧氣的含量呢？于是進行了實驗活動二，裝置如圖2。

【實驗活動二】在由兩個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。同時交替推動兩個注射器的活塞，至玻璃管內(nèi)的黑色固體較長時間內(nèi)無進一步變化時停止。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數(shù)約為21%。

Ⅱ．仔細閱讀以上實驗過程回答下列問題：

（1）在實驗的加熱過程中，交替緩慢推動兩個注射器的目的是 。寫出該反應(yīng)的文字表達式 。

（2）從保護環(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)點是 。

Answer 1

【答案】【實驗活動一】（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

（3）18%，偏大（4）①③

【實驗與交流】木炭與氧氣反應(yīng)生成二氧化碳導(dǎo)致瓶內(nèi)壓強無法減小

【實驗活動二】

（1）使銅絲與氧氣充分反應(yīng)至結(jié)束 氧氣+銅氧化銅（2）不會產(chǎn)生五氧化二磷白煙污染空氣

【解析】

試題分析：實驗過程中防止漏氣，所以要首先檢查裝置的氣密性，紅磷在瓶內(nèi)燃燒現(xiàn)象是產(chǎn)生大量白煙，發(fā)生反應(yīng)的文字或符號表達式為氧氣+磷五氧化二磷，甲同學(xué)測得空氣中氧氣的體積分數(shù)為45ml/250ml=18%，乙同學(xué)測出的氧氣的含量偏大；導(dǎo)致甲同學(xué)實驗結(jié)果的原因可能是紅磷的量不足③裝置未完全冷卻就打開彈簧夾；木炭與氧氣反應(yīng)生成二氧化碳導(dǎo)致瓶內(nèi)壓強無法減小，所以無法代替；在實驗的加熱過程中，交替緩慢推動兩個注射器的目的是使銅絲與氧氣充分反應(yīng)至結(jié)束。該反應(yīng)的文字表達式氧氣+銅氧化銅。從保護環(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)點是不會產(chǎn)生五氧化二磷白煙污染空氣。