Question

【題目】按照體積計算空氣中氧氣約占 %，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”實驗（圖1），但測出的氧氣體積分數明顯偏小．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	熔點/℃	燃燒所需最低溫度/℃	密度/gcm﹣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 （寫一點即可）。

【交流與討論】

（1）寫出圖1中集氣瓶中發生反應的文字表達式 ；

（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 ；

（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 ；

②通過粗銅絲來點燃玻璃管內的白磷，利用了金屬銅的 性；

③與圖1實驗裝置相比，圖2裝置的一個優點是 ；

【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 （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 ，得到了較準確的數據，但又意外發現左玻璃管內壁上端附著白色固體．左玻璃管上端的白色固體主要成分可能是 。

Answer 1

【答案】（1）查閱教材可得為21%；

【猜 想】

你還能做的猜想是 紅磷量不足，裝置漏氣，裝置未冷卻至室溫就打開彈簧夾等（寫一點即可）

【交流與討論】

（1）紅磷+氧氣五氧化二磷（2）氫氧化鈉溶液或石灰水；

（3）①白磷燃燒所需溫度低，更易燃燒②導熱，③實驗誤差小或者不會污染空氣等

【探究與反思】

（1）合理

（2）左邊玻璃管中水上升到1刻度線（左邊玻璃管中水上升了玻璃管中空氣體積的1/5等,白磷或者五氧化二磷

【解析】

試題分析：（1）21%

【猜 想】

測得體積偏小，即為為氣體的減小量小于1/5-紅磷量不足或一邊消耗一邊補充-氣密性不好或因為溫度差而影響氣壓差-沒有冷卻至室溫就打開止水夾；

【交流與討論】

（1）為紅磷的燃燒，紅磷+氧氣五氧化二磷；（2）若一定要改用木炭則必須消除產生的氣體二氧化碳以免對氣體的減少量產生影響，可用氫氧化鈉或石灰水來吸收二氧化碳；

（3）① 由圖可得點燃方式改變，為使操作實現，需改用更易燃燒的白磷；② 用銅絲傳導酒精燈火焰的熱量，為對導熱性的利用；③一為改小反應容器可節約藥品，二為燃燒反應全在容器內可避免產物進入空氣達到環保效果，三為反應容器內徑相等，易準確推算出空氣中氧氣的含量。

【探究與反思】

（1）銅變黑是銅與氧氣反應生成氧化銅即殘余氣體內仍含有氧氣，那么也說明燃燒不能把氧氣完全消耗；

（2）氧氣占空氣體積約為1/5 , 氧氣被消耗氣壓減小水被壓入，壓入水的體積即為氣體-氧氣減少的體積，那么反應結束后，水位上升到1刻度處；白磷和產生的五氧化二磷都為白色固體，因此都有可能。