Question

9．某化學興趣小組對教材中“測定空氣里氧氣含量”的實驗（見圖I）進行了大膽改進，設計圖（Ⅱ）（選用容積為45mL的18×180mm的試管作反應容器）實驗方案進行，收到了良好的效果．請你對比分析下面圖I、圖Ⅱ實驗，回答下列有關問題：

（1）按圖I所示裝置進行實驗，紅磷在瓶中燃燒時的主要現象是產生大量白煙；發(fā)生反應的文字或符號表達式為磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷（或4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅）．若止水夾未夾緊，會導致測定結果偏大（填“偏小”、“偏大”或“不變”，下同）；若圖Ⅰ中集氣瓶口漏氣，會導致測定結果偏�。�
（2）按圖Ⅱ所示裝置進行實驗
①實驗前，打開彈簧夾，將注射器的活塞前沿從20mL刻度處推至15mL刻度處，然后松手，若活塞仍能返回至20mL刻度處，則說明裝置不漏氣．
②按圖Ⅱ實驗時的操作步驟如下：
a、讀取注射器活塞的數據． 
b、撤去酒精燈，待試管冷卻到室溫后松開彈簧夾．
c、將少量紅磷平裝入試管中，將20mL的注射器活塞置于15mL刻度處，并按圖Ⅱ中所示的連接方式固定好，再將彈簧夾緊橡皮管．
d、點燃酒精燈．e、檢查裝置的氣密性．
你認為正確的實驗操作順序是ecdba （填序號）．
③當紅磷與氧氣充分反應后，移開酒精燈并打開彈簧夾，注射器活塞將從15mL刻度處慢慢前移到約為6mL刻度處才停止．

Answer 1

分析 只有熟悉用紅磷測定空氣組成的實驗原理、操作、現象、結論和注意事項，才能正確解答本題．
（1）本題設計很有梯度，后面的問題在前面的問題的鋪墊下稍加思考總結都能夠形成結論．實驗改進時建立在實驗原理之上的，本實驗的原理是借助對空氣中氧氣的消耗引起裝置內壓強的改進，從而使外界便于測定體積的液體進入裝置內．也就是為了保證結果的精確，加入的物質需要滿足能夠和空氣中的低濃度的氧氣反應，生成的產物不能使氣體，這樣就可以滿足替代的要求．
（2）而對應用注射器進行的實驗改進，相對先前的實驗，數據更容易獲取，因為注射器有精確的刻度．但是也有難度：怎么樣減少因為注射器活塞的摩擦造成的誤差．

解答 解：（1）按圖I所示裝置進行實驗，紅磷在瓶中燃燒時的主要現象是產生大量白煙；磷與氧氣在點燃條件下反應生成五氧化二磷．該反應發(fā)生反應的文字表達式為紅磷+氧氣→五氧化二磷．若止水夾未夾緊，會導致測定結果偏大；若圖Ⅰ中集氣瓶口漏氣，會導致測定結果偏�。�
（2）按圖Ⅱ所示裝置進行實驗
①實驗前，打開彈簧夾，將注射器的活塞前沿從20mL刻度處推至15mL刻度處，然后松手，若活塞仍能返回至20mL刻度處，則說明裝置不漏氣．
②按圖Ⅱ實驗時的操作步驟如下：
a、讀取注射器活塞的數據． b、撤去酒精燈，待試管冷卻到室溫后松開彈簧夾．
c、將少量紅磷平裝入試管中，將20mL的注射器活塞置于15mL刻度處，并按圖Ⅱ中所示的連接方式固定好，再將彈簧夾緊橡皮管．d、點燃酒精燈．e、檢查裝置的氣密性．
故：正確的實驗操作順序是e、c、d、b、a．
③由于紅磷燃燒消耗了容積為45mL的18×180mm的試管內空氣的$\frac{1}{5}$，也就是9mL（即45mL×$\frac{1}{5}$）；所以活塞所處的刻度值為15mL-9mL=6mL．
故答為：（1）產生大量白煙，磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷（或4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅）．偏大，偏小
（2）①裝置不漏氣．②e c d b a．③6．

點評 本題主要考查用紅磷測定空氣組成的實驗原理、操作、現象、結論和注意事項，難度稍大．注意尤其是注射器類似的本身內部有氣體的可能的干擾就是要強調對題意的準確把握．