Question

18．按照體積計算空氣中氧氣約占21%，某化學興趣小組的同學按照課本的實驗裝置做“測定空氣中氧氣的體積分數(shù)”實驗（圖1），但測出的氧氣體積分數(shù)明顯偏�。�請你參與探究：
【提出問題】造成誤差的原因是什么？如何改進課本實驗裝置？
【查閱資料】
①

	顏色、狀態(tài)	熔點/℃	燃燒所需最低溫度/℃	密度/g•cm-3
紅磷	暗紅色固體	590	240	2.34
白磷	白色固體	44.1	40	1.82

②二氧化碳氣體能被氫氧化鈉溶液吸收
③在加熱的條件下銅粉能與氧氣反應生成黑色的氧化銅固體
【猜想】
甲同學：可能是導管內原存有空氣，后來留有吸入的水，影響實驗的準確性；
乙同學：可能是瓶內殘留氣體中還有氧氣的緣故；
你還能做的猜想是紅磷不足（寫一點即可）．
【交流與討論】
（1）寫出圖1中集氣瓶中發(fā)生反應的符號表達式4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅；

（2）丙同學認為，用木炭代替紅磷也能完成圖1的實驗，但事先要在集氣瓶中放入一定量的氫氧化鈉溶液；
（3）他們對圖1實驗裝置進行了如圖2的改進．
①甲同學提出應把紅磷更換為白磷，理由是白磷的著火點低；
②通過粗銅絲來點燃玻璃管內的白磷，利用了金屬銅的導熱性；
【探究與反思】
（1）為驗證乙同學的猜想，將銅粉在殘余氣體中加熱，觀察到銅粉變黑，所以乙同學的猜想合理（選填“合理”或“不合理”）；
（2）大家采用改進的實驗裝置（圖2）進行實驗（左邊玻璃管上面的空氣平均分成了5等份，并標刻度線），待玻璃管冷卻、管內白色的煙幕消失，同時能觀察到左玻璃管內的液面上升了1格．
（3）圖2的玻璃管中預先裝一定量的水，是為了：①加快氣體的冷卻；②吸收五氧化二磷，防止污染．

Answer 1

分析 【猜想】
如果裝置漏氣，紅磷漏氣，沒有冷卻至室溫就打開止水夾，都能夠導致進入集氣瓶中的水不到集氣瓶容積的五分之一；
【交流與討論】
紅磷、白磷在空氣中燃燒生成五氧化二磷；
木炭燃燒生成二氧化碳；
銅具有良好的導熱性；
【探究與反思】
根據(jù)實驗現(xiàn)象可以判斷相關方面的問題；
氧氣約占空氣總體積的五分之一；
五氧化二磷能夠溶于水．

解答 解：【猜想】
甲同學：可能是導管內原存有空氣，后來留有吸入的水，影響實驗的準確性；
乙同學：可能是瓶內殘留氣體中還有氧氣的緣故；
還能做的猜想是裝置漏氣，紅磷漏氣，沒有冷卻至室溫就打開止水夾．
故填：紅磷不足．
【交流與討論】
（1）圖1集氣瓶中紅磷燃燒生成五氧化二磷，發(fā)生反應的化學方程式為：4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅．
故填：4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅．
（2）丙同學認為，用木炭代替紅磷也能完成圖1的實驗，但事先要在集氣瓶中放入一定量的氫氧化鈉溶液，用來吸收反應生成的二氧化碳．
故填：氫氧化鈉溶液．
（3）①甲同學提出應把紅磷更換為白磷，理由是白磷的著火點低，比紅磷容易點燃．
故填：白磷的著火點低．
②通過粗銅絲來點燃玻璃管內的白磷，利用了金屬銅的導熱性．
故填：導熱．
【探究與反思】
（1）將銅粉在殘余氣體中加熱，觀察到銅粉變黑，說明銅和瓶內殘留氣體中的氧氣反應生成了氧化銅，所以乙同學的猜想合理．
故填：合理．
（2）待玻璃管冷卻、管內白色的煙幕消失，同時能觀察到左玻璃管內的液面上升了1格，這是因為左邊玻璃管內的氧氣約占1格．
故填：左玻璃管內的液面上升了1格．
（3）圖2的玻璃管中預先裝一定量的水，是為了：①加快氣體的冷卻；②吸收五氧化二磷，防止污染．
故填：吸收五氧化二磷，防止污染．

點評 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．