Question

【題目】某科學興趣小組的同學按照課本上的實驗裝置做“測定空氣中氧氣的體積分數”實驗（如圖1所示），但測出的氧氣的體積分數明顯小于．請你參與探究：

【提出問題】造成誤差的原因是什么？如何改進課本上的實驗裝置？

【查閱資料】1.紅磷、白磷的一些性質如表：

	顏色、狀態	熔點/℃	著火點/℃	密度/（g/cm3）
紅磷	暗紅色固體	590	240	2.34
白磷	白色或黃色固體	44.1	40	1.82

2.銅在加熱時易與空氣中的氧氣反應。

【猜想與假設】

甲同學：可能是導管內原含有空氣，后來留有吸入的水，影響實驗的準確性．

乙同學：可能是瓶內殘留氣體中還有氧氣．

（1）你還能作出的猜想是 ．

【交流與討論】

（2）丙同學認為用木炭代替紅磷，就可以消除誤差，你認為他的猜想 ，（填“合理”或“不合理”）理由是 ．

（3）他們利用金屬的導熱性，對課本上的實驗裝置進行了圖2所示的改進（其他儀器忽略）．

①甲同學提出應把紅磷換為白磷，理由是 ．

②與課本上的實驗裝置相比較，該裝置的一個優點是 ．

【探究與反思】

（4）為了驗證乙同學的猜想，將銅粉放在殘余氣體中加熱，觀察到銅粉變黑色，證明乙同學的猜想 （填“合理”或“不合理”）

（5）大家用改進的實驗裝置（如圖2所示）進行實驗，待玻璃管冷卻、管內白色的煙幕消失時，左玻璃管內的液面上升了 格，得到了較準確的結果．此時應該怎么操作后才能讀取左管液面的刻度？

Answer 1

【答案】（1）猜想：裝置漏氣（沒有冷卻到室溫水就倒吸等）

（2）不合理，木炭燃燒后生成二氧化碳，瓶內氣壓減少不明顯

（3）①白磷著火點低，更容易燃燒，消耗氧氣更徹底；②氣密性更好，更加環保

（4）反思：合理；（5）調節U型管兩邊高度一樣時再進行讀數

【解析】

試題分析：該實驗為利用紅磷燃燒消耗氧氣以產生氣壓差，再通過被壓入的水的體積來得到氧氣的體積。

（1）猜想：還可能是裝置漏氣氣密性不好，那么空氣持續進入使氣壓無明顯改變，或沒有冷卻到室溫水就倒吸等，因溫度差而使氣壓差偏小等；

（2）木炭燃燒后生成二氧化碳使氣壓增大，那么瓶內氣壓減少不明顯，那么該設計不合理；

（3）①改進后是通過加熱銅絲，利用銅絲導熱來點燃，因此需換著火點低的白磷著火點低；②銅絲和白磷都會消耗氧氣使氧氣反應更充分徹底，反應容器更小藥品使用量就更少，全程在容器內反應結果更準確且更環保等；

（4）即銅與氧氣反應生成了黑色的氧化銅，說明還含有氧氣，那么合理；

（5）未避免液體高度差引起的壓強差對結果的影響必須調節U型管兩邊高度一樣時再進行讀數。