Question

2．某化學興趣小組對教材中“測定空氣里氧氣含量”的實驗（見圖I）進行了大膽改進，設計圖（Ⅱ）（選用容積為45mL的18×180mm的試管作反應容器）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實驗，回答下列有關問題：

（1）圖I實驗中發(fā)生反應的文字表達式為磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷．
（2）圖Ⅱ實驗的操作步驟如下：
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，再將彈簧夾緊橡皮管．
④讀取注射器活塞的數據．
你認為正確的實驗操作順序是③①②④ （填序號）．
（3）圖Ⅱ實驗中，注射器活塞將從10mL刻度處先慢慢向左移，最后在約1mL刻度處才停止．
（4）下列實驗操作，對實驗結果有影響的是（本題為多選）ABC
A．加熱時，沒有夾緊彈簧夾（活塞沒有彈出）     
B．白磷的量不足
C．沒有等試管冷卻就松開彈簧夾讀數
D．用干燥的紅磷代替白磷作實驗
（5）用上述圖I實驗裝置測定的結果是：空氣中氧氣含量與正常值有較明顯的偏小，其操作上的原因可能是（要求答出二種）：紅磷不足；裝置漏氣
（6）另一個同學也設計了一個實驗方案，裝置和操作同圖I，只不過用木炭代替了紅磷．當木炭停止燃燒，集氣瓶冷卻至室溫，打開鐵夾后，水能否進入集氣瓶？為什么？不會；碳與氧氣反應生成了二氧化碳氣體，沒有產生壓強差
（7）請說出圖Ⅱ的優(yōu)點．減少實驗誤差，節(jié)省燃料，不污染環(huán)境，便于讀數．

Answer 1

分析 （1）根據紅磷燃燒生成五氧化二磷分析回答；
（2）根據用紅磷測定空氣組成的實驗操作注意事項解答本題；
（3）根據空氣中氧氣的體積分數及反應器的容積分析；
（4）（5）根據用紅磷測定空氣組成的實驗操作注意事項解答本題；
（6）用木炭代替了紅磷，水不會進入集氣瓶，因為碳與氧氣反應生成了二氧化碳氣體，內外沒有產生壓強差；
（7）根據信息主要從環(huán)境的保護、實驗的誤差等方面分析解答．

解答 解：（1）該反應由磷與氧氣在點燃條件下反應生成五氧化二磷．該反應的文字表達式為：磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷．
（2）圖Ⅱ實驗中正確的實驗操作順序是④①③②．
（3）由于紅磷燃燒消耗了容積為45mL的18×180mm的試管內空氣的$\frac{1}{5}$，也就是9mL（即45mL×$\frac{1}{5}$）；所以活塞所處的刻度值為10mL-9mL=1mL．
（4）A．加熱時，沒有夾緊彈簧夾（活塞沒有彈出），氣體進入注射器，氧氣不能與紅磷反應，使結果偏��；
B．白磷的量不足，不能把氧氣消耗掉，使結果偏��；
C．沒有等試管冷卻就松開彈簧夾讀數，氣體膨脹，使結果偏小；
D．紅磷與白磷反應都可以在空氣中燃燒，消耗掉氧氣，用干燥的紅磷代替白磷作實驗沒有影響，
（5）紅磷不足、裝置漏氣、沒有冷卻到室溫就打開彈簧夾等都能使測定的結果偏�。�
（6）用木炭代替了紅磷，水不會進入集氣瓶，因為碳與氧氣反應生成了二氧化碳氣體，內外沒有產生壓強差．
（7）對照圖I實驗，圖Ⅱ實驗具有以下優(yōu)點：減少實驗誤差，節(jié)省燃料，不污染環(huán)境，便于讀數．
故答案為：（1）磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷；（2）③①②④；（3）左；1；（4）ABC；（5）紅磷不足；裝置漏氣；（6）不會；碳與氧氣反應生成了二氧化碳氣體，沒有產生壓強差；（7）減少實驗誤差，節(jié)省燃料，不污染環(huán)境，便于讀數．

點評 此題是關于對空氣中氧氣含量的實驗考查，解題的關鍵是了解空氣中氧氣的含量以及相關的實驗要求，屬于開放型實驗分析題，熟練掌握測定的原理、實驗的注意事項、實驗的現象等是解題的關鍵．