Question

20．下面是測定空氣中氧氣體積含量的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)：
實(shí)驗(yàn)1：在集氣瓶內(nèi)預(yù)先裝少量水，余下的容積5等分，做好標(biāo)記．在帶橡皮塞和導(dǎo)管的燃燒匙內(nèi)裝足量的紅磷，用止水夾夾緊乳膠管，點(diǎn)燃燃燒匙內(nèi)的紅磷，立即伸入集氣瓶內(nèi)，塞緊橡皮塞（如下圖1所示）．待紅磷熄滅并冷卻到室溫后，打開彈簧夾．
實(shí)驗(yàn)2：將試管的容積5等分，做好標(biāo)記．在試管中加入一小塊（足量）白磷，用橡皮塞塞緊試管口，將試管放入熱水中，使白磷燃燒．待白磷熄滅并冷卻到室溫后，將試管倒立于盛有室溫下水的水槽中（如圖2所示），并在水中將橡皮塞取下．

（1）實(shí)驗(yàn)1中紅磷取樣需稍過量，目的是．打開止水夾后觀察到的現(xiàn)象是燒杯中的水進(jìn)入集氣瓶，水位接近刻度1處，由此可得出空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)約為$\frac{1}{5}$．若紅磷燃燒結(jié)束后，發(fā)現(xiàn)集氣瓶內(nèi)的水上升到其水面以上容積不足$\frac{1}{5}$，請(qǐng)推測造成誤差的可能原因裝置漏氣、裝置未完全冷卻就打開止水夾．（答出兩條即可）
（2）實(shí)驗(yàn)2中，在水中而不在空氣中取下橡皮塞的原因是防止空氣進(jìn)入試管，使測定結(jié)果偏低．
（3）從測定結(jié)果分析，上述實(shí)驗(yàn)中效果較好的是哪一個(gè)？實(shí)驗(yàn)2寫出另一個(gè)實(shí)驗(yàn)的一點(diǎn)不足，實(shí)驗(yàn)1中，裝置的氣密性不易控制或誤差比較大
（4）請(qǐng)大膽猜想，當(dāng)該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)1時(shí)用鎂條代替紅磷完成該實(shí)驗(yàn)時(shí)，集氣瓶中進(jìn)入的水的體積明顯大于集氣瓶容積$\frac{1}{5}$的原因是鎂條既能與氧氣反應(yīng)又能與氮?dú)夥磻?yīng)，因此消耗的氣體體積應(yīng)大于五分之一．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)測定空氣中氧氣含量的方法、原理以及實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)來分析；
（2）白磷熄滅并冷卻到室溫后，將試管倒立于盛有室溫下水的水槽中，并在水中將橡皮塞取下，使得氣密性更良好；
（3）對(duì)比兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)1中，裝置的氣密性不易控制，且在空氣中點(diǎn)燃紅磷會(huì)造成大氣污染等；
（4）根據(jù)鎂條即能與氧氣反應(yīng)又能與氮?dú)夥磻?yīng)，因此消耗的氣體體積應(yīng)大于五分之一分析．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)1中紅磷取樣需稍過量，目的是耗盡集氣瓶內(nèi)的氧氣．打開止水夾后觀察到的現(xiàn)象是燒杯中的水進(jìn)入集氣瓶，水位接近刻度1處；由此可得出空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)約為五分之一；若上升的水位不足五分之一，則裝置漏氣或裝置未完全冷卻就打開止水夾；故填：耗盡集氣瓶內(nèi)的氧氣；燒杯中的水進(jìn)入集氣瓶，水位接近刻度1處；$\frac{1}{5}$；裝置漏氣、裝置未完全冷卻就打開止水夾；
（2）實(shí)驗(yàn)2中，在水中而不在空氣中取下橡皮塞的原因是防止空氣進(jìn)入試管，使測定結(jié)果偏低；故填：防止空氣進(jìn)入試管，使測定結(jié)果偏低；
（3）實(shí)驗(yàn)1中，裝置的氣密性不易控制，且誤差比較大，對(duì)比兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)二的效果較好；故填：實(shí)驗(yàn)2；實(shí)驗(yàn)1中，裝置的氣密性不易控制或誤差比較大；
（4）由于鎂條既能與氧氣反應(yīng)又能與氮?dú)夥磻?yīng)，因此消耗的氣體體積應(yīng)大于五分之一，故答案為：鎂條既能與氧氣反應(yīng)又能與氮?dú)夥磻?yīng)，因此消耗的氣體體積應(yīng)大于五分之一．

點(diǎn)評(píng) 此題主要探究用兩個(gè)不同的實(shí)驗(yàn)測空氣中氧氣體積含量，并分析實(shí)驗(yàn)存在的優(yōu)缺點(diǎn)及實(shí)驗(yàn)成敗的因素，題型設(shè)計(jì)新穎，提高學(xué)生探究興趣．