Question

【題目】某興趣小組開展“測定密閉容器中某種氣體的體積分數(shù)”的探究實驗。

（實驗1）按圖1所示裝置，用紅磷燃燒的方法測定空氣中氧氣的體積分數(shù)。

（實驗2）按圖2所示裝置，在集氣瓶內(nèi)壁用水均勻涂附鐵粉除氧劑（其中輔助成分不干擾實驗），利用鐵銹蝕原理測定空氣中氧氣的體積分數(shù)。

（1）實驗1中，紅磷燃燒的主要現(xiàn)象是_______。紅磷燃燒的化學方程式是____，紅磷熄滅后，集氣瓶冷卻至室溫，打開K，水能倒吸入集氣瓶的原因是___。

（2）為提高實驗的準確性，以上兩個實驗都需要注意的事項是______（寫一點）。

（3）實驗過程中，連接數(shù)字傳感器，測得實驗1、實驗2中氧氣的體積分數(shù)隨時間變化的關系分別如圖3、圖4所示。依據(jù)圖3、圖4信息，_________（填“實驗1”或“實驗2”）的測定方法更準確，判斷依據(jù)是_________。

（4）結合你的學習經(jīng)驗，若要尋找紅磷或鐵粉除氧劑的替代物，用圖1或圖2裝置測定空氣中氧氣的體積分數(shù)，該替代物應滿足的條件是_________（寫兩點）。

（實驗3）測定用排空氣法收集到的集氣瓶中二氧化碳的體積分數(shù)。

（5）甲同學設計圖5所示裝置進行測定。濃NaOH溶液的作用是 ____（用化學方程式表示）。

（6）乙同學提出，僅利用圖6所示裝置，在不添加其他試劑的前提下，也能測得集氣瓶中二氧化碳的體積分數(shù)。為達到實驗目的，操作方法是___________。

Answer 1

【答案】產(chǎn)生大量白煙（或放熱等合理即可） 4P+5O2P2O5 集氣瓶中的氧氣被消耗，集氣瓶內(nèi)氣體壓強小于外界大氣壓 裝置的氣密性良好（或紅磷和鐵粉除氧劑足量等合理即可） 實驗2 反應后，實驗1集氣瓶中剩余氧氣的體積分數(shù)約為8.6%，而實驗2集氣瓶中剩余氧氣的體積分數(shù)基本為0 能夠和氧氣反應、不與空氣中的其他成分反應，生成物不能為氣體（合理即可） 2NaOH＋CO2 = Na2CO3 ＋H2O 用冰水冷卻集氣瓶，打開K（合理即可）

【解析】

（1）紅磷在空氣中燃燒產(chǎn)生大量白煙，并放出熱量，化學方程式為：4P+5O2P2O5，紅磷熄滅后，集氣瓶冷卻至室溫，打開K，水倒吸入集氣瓶中，因為集氣瓶中的氧氣被消耗，集氣瓶內(nèi)氣體壓強小于外界大氣壓；

（2）為提高實驗的準確性，兩實驗都需要注意保證裝置氣密性良好，紅磷和除氧劑足量，反應充分等；

（3）根據(jù)圖中信息可知，反應后實驗1集氣瓶中剩余氧氣的體積分數(shù)約為8.6%，而實驗2集氣瓶中剩余氧氣的體積分數(shù)基本為0，所以實驗2的測定方法更準確；

（4）若要尋找紅磷或鐵粉除氧劑的替代物，則該替代物應滿足能夠和氧氣反應、不與空氣中的其他成分反應，生成物不能為氣體等；

（5）濃NaOH溶液的作用是吸收集氣瓶中的二氧化碳，化學方程式為：；

（6）僅利用圖6所示裝置要測得集氣瓶中二氧化碳的體積分數(shù)，需要使集氣瓶中的氣體與濃氫氧化鈉溶液接觸并反應，則需要用冷水冷卻集氣瓶，使瓶內(nèi)壓強減小，再打開K，濃氫氧化鈉溶液會倒吸進入集氣瓶，與二氧化碳反應。