Question

某校化學興趣小組就空氣中氧氣的含量進行實驗探究，請你參與．

【設計實驗】第一小組同學共同設計了如下圖的A、B兩套裝置．
（1）你認為合理的是（填編號）

 

．
（2）該實驗觀察到的現象是

 

．
【改進實驗】第二小組同學設計了C實驗，優點是：

 

．
（1）實驗后發現測定出的空氣中氧氣的體積分數低于

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，這可能是由哪幾種原因引起的？

 

．
（2）從實驗現象分析可知：氧氣約占空氣總體積的

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，氮氣約為

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．能夠得到該結論主要是運用了氮氣的有關性質是：

 

．
（3）若將紅磷換成碳粉實驗不能成功，如果要想實驗成功，你打算事先在集氣瓶里裝上

 

．

Answer 1

分析：（1）同樣都是紅磷，放在不同的位置會對應不同的實驗結果，由于氧氣相對密度較大，因此讓紅磷在較低的位置能夠更有效消耗裝置內的氧氣；
（2）實驗的改進是建立在實驗原理之上的，本實驗是通過消耗裝置內的氣體和外界液體的補充來實現的，怎么樣能夠使裝置內氧氣被消耗屬于改進的一個方面，本實驗的改進關注點就在于此．至于對紅磷點燃方式的改進，這樣可以如何減少過程中可燃物損失以及提高裝置氣密性上來考慮，在裝置內點燃；
（3）木炭燃燒生成二氧化碳，二氧化碳能和一些堿的溶液反應，如氫氧化鈉溶液、氫氧化鈣溶液、氫氧化鉀溶液等．

解答：解：
   （1）實驗A和B的區別在于紅磷的位置，而這一點與氧氣的密度有關，由于氧氣的密度大于空氣，所以紅磷在稍微低的位置更利于反應的進行，也更利于氧氣的消耗，所以實驗設計A更合理．所以合理的應該填：A．
   （2）而實驗C是在裝置內點燃，這樣紅磷不會在裝置外的空氣中燃燒，也就是紅磷燃燒的產物有毒的五氧化二磷不會散失到空氣造成環境污染，也節約了紅磷，即C裝置的優點是：環保．同時也利于實驗的結果的準確；至于其他的實驗現象及誤差分析，要考慮全面就可以；首先注意誤差是小于

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，這樣就與藥品不能將氧氣完全消耗有關，即紅磷的量不足或者氣密性等方面的問題；對于氮氣的性質，在回答時要和氧氣對比回答，氧氣反應掉了，而氮氣剩余了，說明氮氣是不燃燒也不支持燃燒的，在有水環境中氮氣能夠安然無恙，說明氮氣不溶于水和也不和水發生反應．因此要學會從不同角度看問題．
（3）將紅磷換成碳粉實驗不能成功，氧化碳能和一些堿的溶液反應，因此如果要想實驗成功，你打算事先在集氣瓶里裝上氫氧化鈉溶液．
故答案為：
（設計實驗）（1）A
（2）紅磷在裝置內燃燒，發出大量白煙，同時釋放出大量的熱．在冷卻到室溫后打開止水夾，水進入容器容積的

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；
【改進實驗】環保（（1）紅磷量不足；裝置漏氣
（2）不溶于水，不和水反應；不助燃，不燃燒
（3）適量的氫氧化鈉溶液

點評：對于實驗的改進，要從原理上來考慮．另外對于實驗現象的描述要全面．