Question

16．學(xué)習(xí)化學(xué)離不開實驗和科學(xué)探究．
【實驗活動一】甲、乙兩位同學(xué)用右圖所示的裝置定量測定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)．
已知廣口瓶中空氣體積為250mL（已扣除瓶塞和瓶中水所占體積）
I．他們實驗過程如下：
（1）

（2）用彈簧夾夾住橡膠管后，將燃燒匙中紅磷在酒精燈上點燃后伸入集氣瓶中，并將導(dǎo)管伸入裝有l(wèi)00mL水的量筒中．
（3）過一段時間后，打開彈簧夾，等到水不再進(jìn)入廣口瓶時，從量筒中取出導(dǎo)管，記錄量筒中剩余水的體積．
（4）甲同學(xué)記錄量筒中水的體積為55mL，乙同學(xué)記錄量筒中水的體積為44mL．
Ⅱ．仔細(xì)閱讀以上實驗過程回答下列問題：
（1）將上述實驗過程的第一步補充完整：檢查裝置氣密性
（2）紅磷在瓶內(nèi)燃燒現(xiàn)象是產(chǎn)生大量白煙，發(fā)生反應(yīng)的文字表達(dá)式為磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷
（3）甲同學(xué)測得空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)為，乙同學(xué)測出的氧氣的含量偏大（填大或�。�
（4）導(dǎo)致甲同學(xué)實驗結(jié)果的原因可能是②④
①紅磷的量不足②實驗過程中，沒夾緊彈簧夾③裝置未完全冷卻就打開彈簧夾④點燃紅磷后，燃燒匙伸入集氣瓶中太慢
【實驗與交流】在老師的指導(dǎo)下，甲乙兩位同學(xué)又重復(fù)幾次該實驗，測出了比較準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)．
甲同學(xué)提出在不改變其他條件的情況下，能否用木炭代替紅磷做這個實驗?zāi)兀恳彝瑢W(xué)認(rèn)為不行，原因是木炭與氧氣反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w．
【拓展延伸】甲乙兩位同學(xué)查閱資料知道紅色的銅絲也能跟空氣中的氧氣反應(yīng)生成黑色的氧化銅固體．根據(jù)此反應(yīng)原理，他們猜想能否用銅絲準(zhǔn)確測定空氣中氧氣的含量呢？于是進(jìn)行了實驗活動二，裝置如圖2．
【實驗活動二】在由兩個注射器組成的密閉系統(tǒng)內(nèi)共有50mL空氣，然后給裝有銅絲的玻璃管加熱．同時交替推動兩個注射器的活塞，至玻璃管內(nèi)的黑色固體較長時間內(nèi)無進(jìn)一步變化時停止．停止加熱，冷至室溫，讀出殘留的注射器里氣體的體積，算出空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)約為21%．
Ⅱ．仔細(xì)閱讀以上實驗過程回答下列問題：
（1）在實驗的加熱過程中，交替緩慢推動兩個注射器的目的是使裝置中的氧氣完全反應(yīng)．寫出該反應(yīng)的文字表達(dá)式銅+氧氣$\stackrel{加熱}{→}$氧化銅．
（2）從保護(hù)環(huán)境角度考慮，與用紅磷燃燒的方法相比，用加熱銅絲測空氣中氧氣含量的主要優(yōu)點是不污染環(huán)境．

Answer 1

分析 【實驗活動一】
凡是有氣體參加或產(chǎn)生的實驗，實驗前一定要檢查裝置的氣密性，以防裝置漏氣影響實驗結(jié)果；
紅磷燃燒生成五氧化二磷；
根據(jù)提供的數(shù)據(jù)可以計算氧氣的含量；
燃燒匙伸入集氣瓶時太慢，導(dǎo)致集氣瓶中的氣體部分逸出，紅磷燃燒過程中，止水夾沒有夾緊，導(dǎo)致集氣瓶中的部分氣體通過導(dǎo)管逸出，會導(dǎo)致測定結(jié)果偏大；
【實驗與交流】
木炭燃燒生成二氧化碳；
【實驗活動二】
在實驗的加熱過程中，交替緩慢推動兩個注射器的目的是使裝置中的氧氣完全反應(yīng)；
銅和氧氣在加熱條件下反應(yīng)生成氧化銅；
不同的實驗裝置，優(yōu)缺點不同．

解答 解：【實驗活動一】
（1）上述實驗過程的第一步應(yīng)該檢查裝置氣密性．
故填：檢查裝置氣密性．
（2）紅磷在瓶內(nèi)燃燒產(chǎn)生大量白煙，發(fā)生反應(yīng)的文字表達(dá)式為：磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷．
故填：磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷．
（3）甲同學(xué)測得空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)為：$\frac{100mL-55mL}{250mL}$×100%=18%；
乙同學(xué)測出的氧氣的含量為：$\frac{100mL-44mL}{250mL}$×100%=22.4%，比實際值偏大．
故答案為：18%；大．
（4）導(dǎo)致甲同學(xué)實驗結(jié)果的原因可能是：實驗過程中，沒夾緊彈簧夾，點燃紅磷后，燃燒匙伸入集氣瓶中太慢．
故填：②④．
【實驗與交流】
乙同學(xué)認(rèn)為不行，原因是：木炭與氧氣反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w，會導(dǎo)致水不能進(jìn)入集氣瓶．
故填：木炭與氧氣反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w．
Ⅱ．
（1）在實驗的加熱過程中，交替緩慢推動兩個注射器的目的是使裝置中的氧氣完全反應(yīng)；
該反應(yīng)的文字表達(dá)式為：銅+氧氣$\stackrel{加熱}{→}$氧化銅．
故填：使裝置中的氧氣完全反應(yīng)；銅+氧氣$\stackrel{加熱}{→}$氧化銅．
（2）從保護(hù)環(huán)境角度考慮，與用紅磷燃燒的方法相比，用加熱銅絲測空氣中氧氣含量的主要優(yōu)點是不污染環(huán)境．
故填：不污染環(huán)境．

點評 合理設(shè)計實驗，科學(xué)地進(jìn)行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結(jié)論的前提，因此要學(xué)會設(shè)計實驗、進(jìn)行實驗、分析實驗，為學(xué)好化學(xué)知識奠定基礎(chǔ)．