Question

14．某化學(xué)興趣小組對教材中“測定空氣里氧氣含量”的實驗（見圖I）進行了大膽改進，設(shè)計圖（Ⅱ）（選用容積為45mL的18×180mm的試管作反應(yīng)容器）實驗方案進行，收到了良好的效果．請你對比分析下面圖I、圖Ⅱ?qū)嶒灒�回答下列有關(guān)問題：

（1）指出實驗中儀器的名稱A集氣瓶，B燒杯．
（2）圖I實驗，觀察到燃燒的主要現(xiàn)象是產(chǎn)生黃白色火焰，產(chǎn)生大量白煙，放出熱量；紅磷燃燒了一段時間后，自動熄滅了，原因可能是集氣瓶內(nèi)的氧氣已消耗完．此時集氣瓶內(nèi)剩下的氣體主要是氮氣．
（3）發(fā)生反應(yīng)的文字表達式為紅磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷．
（4）圖Ⅱ?qū)嶒灥牟僮鞑襟E如下：
①點燃酒精燈．②撤去酒精燈，待試管冷卻后松開彈簧夾．
③將少量紅磷平裝入試管中，將20mL的注射器活塞置于10mL刻度處，并按圖Ⅱ中所示的連接方式固定好，再用彈簧夾夾緊橡皮管．
④讀取注射器活塞的數(shù)據(jù)．
你認為正確的實驗操作順序是③①②④ （填序號）．
（5）圖Ⅱ?qū)嶒炛校�注射器活塞將�?0mL刻度處慢慢前移到約為1mL刻度處才停止．通過圖Ⅰ和圖Ⅱ?qū)嶒灴梢缘贸觯嚎諝庵醒鯕獾捏w積分數(shù)約占空氣總體積的五分之一．除此之外還能得出剩余氣體難溶于水不燃燒也不支持燃燒的化學(xué)性質(zhì)的結(jié)論．
（6）對照圖Ⅱ?qū)嶒灒�你認為圖I實驗有何不足之處？（答一點）易造成實驗誤差．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)儀器的認識解決；
（2）考慮紅磷燃燒的現(xiàn)象；考慮紅磷燃燒一段時間后，自動熄滅了，說明氧氣已經(jīng)充分反應(yīng)了；
（3）根據(jù)磷燃燒的條件及產(chǎn)物結(jié)合質(zhì)量守恒定律解決；
（4）按儀器的組裝→實驗的進行→結(jié)論的形成分析排列；
（5）主要是根據(jù)氧氣在空氣中的含量計算分析；
（6）主要從環(huán)境的保護實驗的誤差等方面分析解答；

解答 解：（1）依據(jù)常見儀器的認識可知儀器A是集氣瓶；B為燒杯；
（2）圖I實驗，觀察到燃燒的主要現(xiàn)象是 紅磷燃燒產(chǎn)生黃白色火焰，產(chǎn)生大量白煙，放出熱量；冷卻后，松開止水夾，燒杯里的水倒吸到集氣瓶中，集氣瓶中的水約占集氣瓶容積的20%；紅磷燃燒了一段時間后，自動熄滅了，原因可能是 集氣瓶內(nèi)的氧氣已消耗完．此時集氣瓶內(nèi)剩下的氣體主要是氮氣；
（3）該反應(yīng)由磷與氧氣在點燃條件下反應(yīng)生成五氧化二磷，故發(fā)生反應(yīng)的文字表達式為紅磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷；
（3）從儀器的組裝實驗的進行以及結(jié)論的形成等環(huán)節(jié)可知：圖Ⅱ?qū)嶒炚�確的實驗操作順序應(yīng)是：③①②④．
（4）因為氧氣約占空氣體積的 $\frac{1}{5}$，而試管的容積是45mL，當(dāng)其內(nèi)氧氣被耗盡時氣體減少的體積為：45mL×$\frac{1}{5}$，所以活塞所處的刻度值為10mL-45mL×$\frac{1}{5}$=1mL
（5）對照圖I實驗，圖Ⅱ?qū)嶒灳哂幸韵聝?yōu)點：減少實驗誤差，節(jié)省燃料，不污染環(huán)境，便于讀數(shù)．
故答案為：
（1）集氣瓶；燒杯；（2）產(chǎn)生黃白色火焰，產(chǎn)生大量白煙，放出熱量；集氣瓶內(nèi)的氧氣已消耗完；氮氣；
（3）紅磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷；（4）③①②④；  （5）1；（6）易造成實驗誤差（或污染環(huán)境）

點評 此題是關(guān)于對空氣中氧氣含量的實驗考查，解題的關(guān)鍵是了解空氣中氧氣的含量以及相關(guān)的實驗要求，屬于開放型實驗分析題．