Question

【題目】某化學興趣小組的同學按照課本上的實驗裝置做“測定空氣中氧氣的體積分數”實驗(如圖1所示)，但測出的氧氣的體積分數明顯小于1/5。請你參與探究：

（1）提出問題：造成誤差的原因是什么？如何改進課本上的實驗裝置？

（2）查閱資料：①紅磷的著火點是240/℃、白磷的著火點是40/℃（著火點是指可燃物在空氣或氧氣中燃燒所需要的最低溫度）

②銅在空氣中加熱，能和氧氣反應，生成黑色的氧化銅

（3）猜想與假設：①甲同學：可能是導管內原來含有空氣，后來留有吸入的水，影響實驗的準確性。

②乙同學：可能是瓶內殘留氣體中還有氧氣。

③你還能作出的猜想是________________ 。

（4）交流與討論：

①丙同學認為用木炭代替紅磷，就可以消除誤差，你認為他的猜想_____，（填“合理”或“不合理”）理由是_________________。

②他們對課本上的實驗裝置進行了如上圖2所示的改進(其他儀器忽略)。

a 甲同學提出應把紅磷換為白磷，理由是_______________。

b 通過粗銅絲來點燃玻璃管內的白磷，這利用了金屬的_________性。

c 與課本上的實驗裝置相比較，該裝置的優點是___________。（寫一點）

（5）探究與反思：

①為了驗證乙同學的猜想，將銅粉放在殘余氣體中加熱，觀察到銅粉變黑色，證明乙同學的猜想________________(填“正確”或“不正確”)，寫出銅和氧氣反應的文字表達式_______________。

②大家用改進的圖2裝置進行實驗，在實驗的過程中，左側玻璃管內的液面變化情況是__________， 最終升到1格處，得到較準確的結果。

Answer 1

【答案】紅磷的量不足（合理即可） 不合理 碳和氧氣在點燃的條件下生成二氧化碳氣體，容器內的氣壓不會明顯降低，水不能倒流 白磷的著火點比較低 導熱 實驗誤差小，不會污染空氣（合理即可） 正確 銅+氧氣 氧化銅 先下降后上升

【解析】

（3）猜想與假設：①甲同學：可能是導管內原來含有空氣，后來留有吸入的水，影響實驗的準確性；②乙同學：可能是瓶內殘留氣體中還有氧氣；③還能作出的猜想是：紅磷的量不足；

（4）丙同學認為用木炭代替紅磷，就可以消除誤差，他的猜想不合理，因為碳和氧氣在點燃的條件下生成二氧化碳氣體，容器內的氣壓不會明顯降低，水不能倒流；甲同學提出應把紅磷換為白磷，理由是：白磷的著火點比較低；通過粗銅絲來點燃玻璃管內的白磷，這利用了金屬的導熱性；與課本上的實驗裝置相比較，該裝置不需將白磷在裝置外點燃，其優點是：實驗誤差小，不會污染空氣；

（5）為了驗證乙同學的猜想，將銅粉放在殘余氣體中加熱，觀察到銅粉變黑色，證明乙同學的猜想是正確的，因為紅色的銅和氧氣在加熱的條件下生成黑色的氧化銅，銅和氧氣反應的文字表達式為：銅+氧氣 氧化銅；大家用改進的圖2裝置進行實驗，在實驗的過程中，白磷燃燒放出熱量，消耗了容器內的氧氣，冷卻后容器內的氣壓降低，所以左側玻璃管內的液面變化情況是：液面先下降后上升，最終升到1格處，得到較準確的結果。