Question

【題目】某化學興趣小組的同學以“空氣中氧氣含量的測定”為目的進行了下列探究：

實驗目的：探究空氣中氧氣的含量。（丙中上方的玻璃儀器為鐘罩）

設計實驗：下圖是甲、乙、丙三位同學設計的實驗。大家一致認為，______同學的實驗設計存在問題，不能用于空氣中氧氣含量的測定，原因的_____________。

進行試驗：下面是甲、乙兩同學的實驗過程，請幫助他們完成實驗報告。

Ⅰ．甲同學利用如圖所示的裝置測定空氣中氧氣的含量（體積分數）。它的操作過程如下（有100mL和500mL量筒供選用）：

①檢查整個裝置的氣密性后，將c處的止水夾夾緊，點燃紅磷后，迅速插入左邊的廣口瓶中；

②待燃燒停止，整個裝置冷卻至室溫后，將c處的止水夾打開。結果發現燒杯中的水進入到廣口瓶中；

③待燒杯中的水不能再進入廣口瓶后，打開廣口瓶的橡膠塞，將廣口瓶中的水全部倒入到100mL量筒中，測得其中水的體積為76mL。

④甲又設法準確地測定了實驗前原廣口瓶中空氣的體積，數據為400mL。

回答下列問題：

（1）紅磷燃燒時最明顯的現象是_______________；

（2）該同學測得的空氣中氧氣的體積分數為___________%．與理論值21%相比較，產生誤差的原因很可能是_____________（導氣管的體積可忽略不計）

（3）該同學的第④步操作中測定廣口瓶中空氣的體積的方法是：_________。

（4）乙同學選用容積為45mL的18×180mm的試管作反應容器收到良好效果。

請你分析回答下列問題：

Ⅱ．實驗步驟如下：

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據。

你認為正確的實驗操作順序是_________。（填序號）

（5）乙同學實驗中，注射器活塞將從10mL刻度處慢慢前移到約為_______mL刻度處才停止。

反思應用：乙同學的實驗與甲同學相比，優點是____________（寫一點）。

Answer 1

【答案】丙 木炭燃燒生成二氧化碳氣體，瓶內壓強變化不大 產生大量白煙 19% 紅磷量不足或裝置漏氣等 廣口瓶裝水至b處，把廣口瓶中水倒入500mL量筒中即測出 ③①②④ 1 氣密性更好，測量準確或者減少對空氣的污染

【解析】

[設計實驗]丙同學的實驗設計存在問題，不能用于空氣中氧氣含量的測定，原因是木炭燃燒生成氣體，瓶內壓強變化不大。

（1）紅磷燃燒時最明顯的現象是產生大量白煙。

（2）該同學測得的空氣中氧氣的體積分數為：=19%．與理論值21%相比較，產生誤差的原因很可能是紅磷量不足或裝置漏氣等。

（3）該同學的第④步操作中測定廣口瓶中空氣的體積的方法是：廣口瓶裝水至b處，把廣口瓶中水倒入500mL量筒中即測出。

（4）乙同學測定空氣中氧氣體積含量的正確操作順序是：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、①點燃酒精燈、②撤去酒精燈，待試管冷卻后松開彈簧夾、④讀取注射器活塞的數據。故選③①②④。

（5）乙同學實驗中，試管的體積是45mL，其中氧氣的體積約為：45mL×=9mL，即實驗結束時，試管內減少的氣體體積是9mL，故注射器活塞從10mL刻度處慢慢前移到1mL刻度處才停止。

反思應用：乙同學的實驗與甲同學相比，優點是氣密性更好，測量準確或者減少對空氣的污染。