Question

3．某化學興趣小組，設計了如圖所示裝置來研究空氣中氮氣的體積分數(shù)，用一個50mL量筒倒扣在水中，使量筒內(nèi)內(nèi)外液面均位于40mL處．量筒內(nèi)浮著一個銅制的小船，船中放有足量白磷．現(xiàn)把濃硫酸緩緩倒入水中并攪拌．一會兒，白磷發(fā)生自燃，量筒內(nèi)液面上升，向水槽內(nèi)加水直至量筒內(nèi)外液面相平，讀出此時液面所對刻度．
（1）加入濃硫酸的目的是濃硫酸溶于水放熱，使溫度達到白磷的著火點以上；
（2）放白磷的小船用銅做的原因是銅導熱性好且化學性質(zhì)穩(wěn)定；
（3）最終，液面大約位于量筒刻度32mL處；
（4）為何要向水槽內(nèi)加水至內(nèi)外液面相平？使氣體內(nèi)外壓強相等，從而測得的氣體體積更精確；
（5）該興趣小組選用的儀器有何缺陷量筒不能用作反應容器．

Answer 1

分析 （1）濃硫酸溶于水放熱，為反應提供熱量；
（2）根據(jù)金屬銅具有良好的導熱性，并且化學性質(zhì)穩(wěn)定來回答此題；
（3）從實驗的目的出發(fā)來回答就容易了，此實驗目的是研究空氣中所含氧氣的體積；
（4）從壓強的角度用物理知識來回答，加水至內(nèi)外液面相平是為了是量筒內(nèi)外壓強相等，；
（5）量筒是用來測量液體的體積的，不能用作反應容器．

解答 解：（1）濃硫酸溶于水時發(fā)出大量的熱，使得溫度升高，溫度達到白磷的著火點以上，白磷就會燃燒，從而達到實驗的目的，故答案為：濃硫酸溶于水放熱，使溫度達到白磷的著火點以上；
（2）金屬銅具有良好的導熱性，并且化學性質(zhì)穩(wěn)定，不會影響實驗的準確性，故答案為：銅導熱性好且化學性質(zhì)穩(wěn)定；
（3）此實驗是為了研究空氣中所含氧氣的體積，根據(jù)教材所學氧氣約占空氣總體積的五分之一這一結論，可以計算40-40×1/5=32 故答案為：32mL；
（4）根據(jù)物理學的知識來考慮，加水至內(nèi)外液面相平是為了是量筒內(nèi)外壓強相等，不影響實驗的精確性，故答案為：使氣體內(nèi)外壓強相等，從而測得的氣體體積更精確；
（5）根據(jù)教材所學我們知道，量筒是用來測量液體的體積的，不能用作反應容器，故答案為：量筒不能用作反應容器．
答案：
（1）濃硫酸溶于水放熱，使溫度達到白磷的著火點以上；
（2）銅導熱性好且化學性質(zhì)穩(wěn)定；
（3）32mL；
（4）使氣體內(nèi)外壓強相等，從而測得的氣體體積更精確；
（5）量筒不能用作反應容器．

點評 此題是一道綜合實驗題，所考查的知識點較多，而且十分細致，需要同學們對實驗十分熟悉才可以準確回答．