Question

【题目】学习化学离不开实验和科学探究。

（实验活动一）甲、乙两位同学用如图所示的装置定量测定空气中氧气的体积分数。已知广口瓶中空气体积为250mL（已扣除瓶塞和瓶中水所占体积）

I．他们实验过程如下：

①检查装置的气密性

②用弹簧夹夹住橡胶管后，将燃烧匙中红磷在酒精灯上点燃后伸入集气瓶中，并将导管伸入装有l00mL水的量筒中。

③过一段时间后，打开弹簧夹，等到水不再进入广口瓶时，从量筒中取出导管，记录量筒中剩余水的体积。

④甲同学记录量筒中水的体积为55mL，乙同学记录量筒中水的体积为44mL。

Ⅱ．仔细阅读以上实验过程回答下列问题：

（1）红磷在瓶内燃烧现象是___，发生反应的文字或符号表达式为______。

（2）甲同学测得空气中氧气的体积分数为____，乙同学测出的氧气的含量____（填偏大或偏小）。

（3）导致甲同学实验结果的原因可能是___。

①红磷的量不足；②实验过程中，没夹紧弹簧夹；③装置未完全冷却就打开弹簧夹；④点燃红磷后，燃烧匙伸入集气瓶中太慢

（实验交流）在老师的指导下，甲、乙两位同学又重复几次该实验，测出了比较准确的数据。

（4）甲同学提出在不改变其他条件的情况下，能否用木炭代替红磷做这个实验呢？乙同学认为不行，原因是_____。乙同学预先在集气瓶内加入____反应后，用木炭做实验也收到了较好的效果。

（实验活动二）某化学兴趣小组对教材中“测定空气里氧气含量”的实验进行了大胆改进，设计图（Ⅱ）实验方案进行，收到了良好的效果。请你回答下列有关问题：

（5）活塞位置如图所示，实验前打开弹簧夹，用酒精灯加热红磷，充分反应结束后，待试管冷却，活塞前沿最终停留在____mL的刻度线上。

（6）用该装置测定空气中氧气含量的和采用课本上的装置相比，其优点是____。

Answer 1

【答案】产生大量白烟 磷+氧气五氧化二磷或P+O2P2O5 18% 偏大 ①③ 生成二氧化碳导致瓶内压强无法减小 氢氧化钠溶液 4 便于读数、误差小、减少污染等

【解析】

解：[实验活动一] （1）红磷在瓶内燃烧产生大量白烟；反应的原理是磷与氧气在点燃的条件下反应生成五氧化二磷；表达式为：磷+氧气五氧化二磷或P+O2P2O5；

（2）甲同学测得空气中氧气的体积分数为：×100%=18%；乙同学测出的氧气的含量为：×100%=22.4%，比实际值偏大；

（3）导致甲同学实验结果偏低的原因可能是红磷过少或装置漏气等；导致乙同学实验结果偏高的原因可能是止水夹没有夹紧，红磷燃烧时空气外逸或燃烧匙伸入过慢，集气瓶中空气外逸；

[实验与交流]（4）乙同学认为不行，原因是：木炭与氧气反应生成二氧化碳气体，会导致水不能进入集气瓶；氢氧化钠溶液可以将生成的二氧化碳气体完全吸收，所以可加入氢氧化钠溶液也可以收到较好的效果；

[实验活动二]（5）活塞位置如图Ⅱ所示，实验前打开弹簧夹，用酒精灯加热红磷，充分反应结束后，待试管冷却，消耗的氧气体积为：（40mL+15mL）×=11mL，活塞前沿最终停留在15mL-11mL=4mL的刻度线上；

（6）用该装置测定空气中氧气含量的和采用课本上的装置相比，其优点是便于读数、误差小、减少污染等。