Question

6．某化學(xué)興趣小組的同學(xué)在老師的指導(dǎo)下，正確完成如圖所示兩個實(shí)驗(yàn)．已知所用實(shí)驗(yàn)裝置氣密性良好． （提示：紅色的銅在加熱的條件下能和空氣中的氧氣反應(yīng)生成黑色的氧化銅．）

（一）關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，有如下說法：
①紅磷熄滅并冷卻后才能打開彈簧夾；②點(diǎn)燃酒精燈加熱銅絲，可觀察到銅絲有紅色變成黑色；
③停止加熱后即可讀出注射器內(nèi)氣體的體積約為24mL；④實(shí)驗(yàn)取用銅絲質(zhì)量的多少不會影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果；
⑤兩個實(shí)驗(yàn)均能證明空氣是混合物；⑥兩個實(shí)驗(yàn)均能證明空氣中約含$\frac{1}{5}$體積的氧氣．
其中不正確的說法是③和④．（填序號）
（二）對于實(shí)驗(yàn)一，小李同學(xué)進(jìn)行了改進(jìn)與創(chuàng)新，實(shí)驗(yàn)過程如圖2所示：
寫出改進(jìn)實(shí)驗(yàn)中反應(yīng)的文字表達(dá)式磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷，如圖2改進(jìn)實(shí)驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)一相比，明顯的優(yōu)點(diǎn)是裝置簡單或操作簡便或?qū)嶒?yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確（誤差小），或封閉體系更環(huán)保或試驗(yàn)成功率高等（寫一條即可）．在實(shí)驗(yàn)開始階段，由于支型試管內(nèi)的白磷燃燒放熱，導(dǎo)致氣體膨脹，導(dǎo)致氣壓先變大（填“大”或“小”），實(shí)驗(yàn)后期，由于具支試管中的氧氣被耗盡，冷卻后氣壓變小（填“大”或“小”）．
（三）實(shí)驗(yàn)二只是粗略測定空氣中氧氣含量的一種方法，你認(rèn)為造成該實(shí)驗(yàn)不夠精確的可能原因是加入的銅絲量不足（答案合理即可） （寫出其中一種）．在加熱過程中，交替緩慢推動兩個注射器的目的是促進(jìn)空氣流通，盡可能耗盡氧氣．

Answer 1

分析 （一）根據(jù)測定空氣中氧氣含量的實(shí)驗(yàn)原理和藥品選擇的依據(jù)以及注意事項(xiàng)來分析．
實(shí)驗(yàn)的目的是測定空氣中氧氣含量，原理是消耗氧氣使裝置內(nèi)外產(chǎn)生壓強(qiáng)差，水被吸入占據(jù)氧氣的空間，從而達(dá)到測定氧氣的目的．紅磷、銅絲必須過量，可使集氣瓶中的氧氣完全消耗，減少誤差；紅磷燃燒生成五氧化二磷；由于紅磷消耗了空氣中的氧氣使集氣瓶內(nèi)的壓強(qiáng)減小，打開止水夾后觀察到：水沿導(dǎo)管倒流進(jìn)入集氣瓶中，倒流至集氣瓶容積的$\frac{1}{5}$處；
（二）白磷燃燒生成五氧化二磷；根據(jù)裝置特點(diǎn)進(jìn)行分析解答；
（三）由實(shí)驗(yàn)條件可推出交替緩慢推動兩個注射器的目的是使封閉空間的氧氣充分反應(yīng)．在本實(shí)驗(yàn)中測定的數(shù)據(jù)要受多種因素影響：應(yīng)交替緩緩?fù)苿觾蓚�注射器活塞，為了耗盡注射器里的空氣中的氧氣，加入的銅絲的量必須是足量的，讀數(shù)時(shí)應(yīng)冷卻至室溫，裝置的氣密性必須好等．

解答 解：（1）①紅磷燃燒并冷卻后打開彈簧夾，避免了集氣瓶內(nèi)壓強(qiáng)過大進(jìn)入水過少，不能正確測定空氣中氧氣的含量的情況，故①說法正確；
②點(diǎn)燃酒精燈加熱銅絲，銅與氧氣反應(yīng)生成氧化銅（2Cu+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO），所以銅絲表面由光滑的紅色變成黑色，故②說法正確；
③應(yīng)該在停止加熱并冷卻至室溫才能讀數(shù)，故③說法錯誤；
④實(shí)驗(yàn)過程中為了將空氣中的氧氣完全耗盡，加入的紅磷和銅絲必須是過量的，故④說法錯誤；
⑤兩個實(shí)驗(yàn)均能證明空氣是混合物，故⑤說法正確；
⑥兩個實(shí)驗(yàn)均能證明空氣中約含五分之一體積的氧氣，故⑥說法正確．
故答案為：③；④．
（二）磷在空氣中燃燒生成五氧化二磷，該反應(yīng)的文字表達(dá)式為：磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷；
如圖2改進(jìn)實(shí)驗(yàn)與B實(shí)驗(yàn)相比，明顯的優(yōu)點(diǎn)是，裝置簡單或操作簡便或?qū)嶒?yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確（誤差�。�，或封閉體系更環(huán)�；蛟囼�(yàn)成功率高等，故填：裝置簡單或操作簡便或?qū)嶒?yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確（誤差�。�，或封閉體系更環(huán)保或試驗(yàn)成功率高等；在實(shí)驗(yàn)開始階段，由于支型試管內(nèi)的由于白磷燃燒放熱，氣體受熱膨脹，導(dǎo)致氣壓先變大，實(shí)驗(yàn)后期，由于具支試管中的氧氣被耗盡，故冷卻后氣壓變小．故填：磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷；裝置簡單或操作簡便或?qū)嶒?yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確（誤差小），或封閉體系更環(huán)保或試驗(yàn)成功率高等；白磷燃燒放熱，導(dǎo)致氣體膨脹；大；具支試管中的氧氣被耗盡；��；
（三）改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)只是粗略測定空氣中氧氣含量的一種方法，造成該實(shí)驗(yàn)不夠精確的可能原因有以下幾個原因：注射器的前端、玻璃管管比較細(xì)，不利于銅絲與注射器里的氧氣反應(yīng)，未交替緩緩?fù)苿觾蓚�注射器活塞，加入的銅絲量不足，沒有完全消耗掉氧氣，讀數(shù)時(shí)沒有冷卻至室溫等．
交替緩慢推動兩個注射器的目的是使封閉空間的氧氣與銅絲充分接觸，使空氣中的氧氣與銅絲充分反應(yīng)；
故填：加入的銅絲量不足（答案合理即可）；促進(jìn)空氣流通，盡可能耗盡氧氣．

點(diǎn)評 本題能通過實(shí)驗(yàn)探究的方式考查了銅與氧氣的反應(yīng)，空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)，提高了學(xué)生學(xué)以致用的意識．