Question

【題目】某研究性學(xué)習(xí)小組在”利用燃碳法測(cè)定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)”的實(shí)驗(yàn)時(shí)(如圖)，發(fā)現(xiàn)個(gè)現(xiàn)象：用氫氧化鈉溶液吸收生成的二氧化碳后，進(jìn)入氧氣瓶中水的體積分?jǐn)?shù)仍然小于1/5。

（提出問題）是什么原因?qū)е聹y(cè)量不準(zhǔn)確呢？

（猜想與假設(shè)）他們分別作了如下猜想：

甲同學(xué)：可能是木炭取的量過少；

乙同學(xué)：可能是木炭燃燒沒有消耗完集氣瓶中的氧氣。

（探究一）

小組同學(xué)發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，燃燒匙中還有殘留的黑色固體，都認(rèn)為_____同學(xué)的猜想不合理。

（查閱資料）木炭、棉花和蠟燭在密閉容器內(nèi)燃燒停止后，殘留氧氣的體積分?jǐn)?shù)分別高達(dá)14.0%，8.0%和16.0%

（進(jìn)行實(shí)驗(yàn)）乙同學(xué)又利用上述裝置設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)你填寫下表：

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)討論
①將足量木炭點(diǎn)燃，迅速插入集氣瓶中	_____	木炭燃燒沒有消耗完集氣瓶中的氧氣
②待裝置冷卻后，將燃著的________(填“棉花”或蠟燭)再伸入集氣瓶中	_____

（實(shí)驗(yàn)反思）小明從木炭燃燒產(chǎn)物的角度猜想還可能是生成了_____導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果小于1/5；于是用注射器抽取集氣瓶?jī)?nèi)的氣體做了圖2所示的實(shí)驗(yàn)，當(dāng)觀察到澄清石灰水變渾濁，可證明小明的猜想成立，則該現(xiàn)象涉及的化學(xué)方程式為_____，該實(shí)驗(yàn)中沒有觀察到氧化銅粉末變紅的原因可能是_____

（拓展遷移）若要測(cè)量“水上步行球”內(nèi)空氣中二氧化碳的體積含量，利用圖3裝置，若集氣瓶中收集的“水上步行球”內(nèi)空氣樣品的體積為500mL，加入足量的氫氧化鈉溶液充分振蕩后，打開止水夾后量筒中的水流入集氣瓶中5mL，則球內(nèi)空氣中CO2的體積含量是_____

Answer 1

【答案】甲木炭燃燒時(shí)發(fā)出紅光，燃耗不劇烈棉花棉花繼續(xù)燃燒一氧化碳CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O CO+CuOCu+CO2CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O剩余的黑色氧化銅多，銅太少1%

【解析】

(1)木炭的顏色為黑色，而燃燒匙中還有殘留的黑色固體，說明木炭有剩余，故甲同學(xué)猜想錯(cuò)誤；(2) 木炭在空氣中燃燒，發(fā)出紅光，燃燒不劇烈；(3)根據(jù)題目中查閱資料可知，木炭、棉花和蠟燭在密閉容器內(nèi)燃燒停止后，殘留氧氣的體積分?jǐn)?shù)分別高達(dá)14.0%，8.0%和16.0%，故木炭燃燒完以后，殘留氧氣體積分?jǐn)?shù)為14.0%，即使剩余氧氣，氧氣體積分?jǐn)?shù)也無法使蠟燭燃燒，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)論，因此選擇棉花；(4)根據(jù)表格中的實(shí)驗(yàn)結(jié)論可知，只有棉花繼續(xù)燃燒，才能得出木炭燃燒沒有消耗完集氣瓶中的氧氣的結(jié)論，故填棉花繼續(xù)燃燒；(5)木炭完全燃燒生成二氧化碳，不完全燃燒時(shí)生成一氧化碳，故填一氧化碳；(6) 盛有氫氧化鈉溶液的試管中的化學(xué)反應(yīng)方程式為CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O；盛有灼熱氧化銅的玻璃管中化學(xué)反應(yīng)方程式為 CO+CuOCu+CO2；盛有澄清石灰水試管中的化學(xué)反應(yīng)方程式為CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O；(7)氧化銅為黑色固體，銅為紅色固體，反應(yīng)后觀察不到紅色固體出現(xiàn)，原因可能是生成物的量不夠，不易觀察，故填剩余的黑色氧化銅多，生成的銅太少；(8) 打開止水夾后量筒中的水流入集氣瓶中5mL，水的體積即為二氧化碳的體積，計(jì)算可得球內(nèi)空氣中CO2的體積含量是1%。