Question

14．某化學(xué)興趣小組對(duì)教材中“測(cè)定空氣里氧氣含量”的實(shí)驗(yàn)（見圖I）進(jìn)行了大膽改進(jìn)，設(shè)計(jì)圖（Ⅱ）（選用容積為45mL的18×180mm的試管作反應(yīng)容器）實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行，收到了良好的效果．請(qǐng)你對(duì)比分析下面圖I、圖Ⅱ?qū)嶒?yàn)，回答下列有關(guān)問題：

（1）指出實(shí)驗(yàn)中儀器的名稱A集氣瓶，B燒杯．
（2）圖I實(shí)驗(yàn)，觀察到燃燒的主要現(xiàn)象是產(chǎn)生黃白色火焰，產(chǎn)生大量白煙，放出熱量；紅磷燃燒了一段時(shí)間后，自動(dòng)熄滅了，原因可能是集氣瓶?jī)?nèi)的氧氣已消耗完．此時(shí)集氣瓶?jī)?nèi)剩下的氣體主要是氮?dú)猓?br />（3）發(fā)生反應(yīng)的文字表達(dá)式為紅磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷．
（4）圖Ⅱ?qū)嶒?yàn)的操作步驟如下：
①點(diǎn)燃酒精燈．②撤去酒精燈，待試管冷卻后松開彈簧夾．
③將少量紅磷平裝入試管中，將20mL的注射器活塞置于10mL刻度處，并按圖Ⅱ中所示的連接方式固定好，再用彈簧夾夾緊橡皮管．
④讀取注射器活塞的數(shù)據(jù)．
你認(rèn)為正確的實(shí)驗(yàn)操作順序是③①②④ （填序號(hào)）．
（5）圖Ⅱ?qū)嶒?yàn)中，注射器活塞將從10mL刻度處慢慢前移到約為1mL刻度處才停止．通過圖Ⅰ和圖Ⅱ?qū)嶒?yàn)可以得出：空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)約占空氣總體積的五分之一．除此之外還能得出剩余氣體難溶于水不燃燒也不支持燃燒的化學(xué)性質(zhì)的結(jié)論．
（6）對(duì)照?qǐng)DⅡ?qū)嶒?yàn)，你認(rèn)為圖I實(shí)驗(yàn)有何不足之處？（答一點(diǎn)）易造成實(shí)驗(yàn)誤差．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)儀器的認(rèn)識(shí)解決；
（2）考慮紅磷燃燒的現(xiàn)象；考慮紅磷燃燒一段時(shí)間后，自動(dòng)熄滅了，說明氧氣已經(jīng)充分反應(yīng)了；
（3）根據(jù)磷燃燒的條件及產(chǎn)物結(jié)合質(zhì)量守恒定律解決；
（4）按儀器的組裝→實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行→結(jié)論的形成分析排列；
（5）主要是根據(jù)氧氣在空氣中的含量計(jì)算分析；
（6）主要從環(huán)境的保護(hù)實(shí)驗(yàn)的誤差等方面分析解答；

解答 解：（1）依據(jù)常見儀器的認(rèn)識(shí)可知儀器A是集氣瓶；B為燒杯；
（2）圖I實(shí)驗(yàn)，觀察到燃燒的主要現(xiàn)象是 紅磷燃燒產(chǎn)生黃白色火焰，產(chǎn)生大量白煙，放出熱量；冷卻后，松開止水夾，燒杯里的水倒吸到集氣瓶中，集氣瓶中的水約占集氣瓶容積的20%；紅磷燃燒了一段時(shí)間后，自動(dòng)熄滅了，原因可能是 集氣瓶?jī)?nèi)的氧氣已消耗完．此時(shí)集氣瓶?jī)?nèi)剩下的氣體主要是氮?dú)猓?br />（3）該反應(yīng)由磷與氧氣在點(diǎn)燃條件下反應(yīng)生成五氧化二磷，故發(fā)生反應(yīng)的文字表達(dá)式為紅磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷；
（3）從儀器的組裝實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行以及結(jié)論的形成等環(huán)節(jié)可知：圖Ⅱ?qū)嶒?yàn)正確的實(shí)驗(yàn)操作順序應(yīng)是：③①②④．
（4）因?yàn)檠鯕饧s占空氣體積的 $\frac{1}{5}$，而試管的容積是45mL，當(dāng)其內(nèi)氧氣被耗盡時(shí)氣體減少的體積為：45mL×$\frac{1}{5}$，所以活塞所處的刻度值為10mL-45mL×$\frac{1}{5}$=1mL
（5）對(duì)照?qǐng)DI實(shí)驗(yàn)，圖Ⅱ?qū)嶒?yàn)具有以下優(yōu)點(diǎn)：減少實(shí)驗(yàn)誤差，節(jié)省燃料，不污染環(huán)境，便于讀數(shù)．
故答案為：
（1）集氣瓶；燒杯；（2）產(chǎn)生黃白色火焰，產(chǎn)生大量白煙，放出熱量；集氣瓶?jī)?nèi)的氧氣已消耗完；氮?dú)猓?br />（3）紅磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷；（4）③①②④；  （5）1；（6）易造成實(shí)驗(yàn)誤差（或污染環(huán)境）

點(diǎn)評(píng) 此題是關(guān)于對(duì)空氣中氧氣含量的實(shí)驗(yàn)考查，解題的關(guān)鍵是了解空氣中氧氣的含量以及相關(guān)的實(shí)驗(yàn)要求，屬于開放型實(shí)驗(yàn)分析題．