Question

15．學�？茖W興趣小組同學按照課本上的實驗裝置做“測定空氣中氧氣體積分數(shù)”的實驗（如圖1所示）．小亮所在的小組測出的氧氣體積分數(shù)大于$\frac{1}{5}$，對此，小亮想弄清造成誤差的原因，于是與小組同學相互合作一起完成如下探究：

（1）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？
（2）小亮的猜想：
猜想一：可能是實驗過程中彈簧夾沒有夾緊，導致燃燒紅磷時空氣從導管逸出．
猜想二：可能沒等裝置冷卻就打開彈簧夾，過早打開使水進入過多．
猜想三：可能是燃燒紅磷時插入得太慢，塞緊瓶塞之前，空氣受熱膨脹逸出．
同組的其他同學認為小亮的猜想二一定是錯誤的，請說明理由沒等裝置冷卻就打開彈簧夾，由于集氣瓶中的氣壓較高，會導致進入集氣瓶中的水偏少，從而導致測出的氧氣體積分數(shù)小于五分之一．
（3）經(jīng)小組實驗后，發(fā)現(xiàn)猜想一和猜想三都是正確的，都會使測得結(jié)果偏大．該實驗裝置可能發(fā)生氣體泄漏而造成誤差，那應該如何改進課本上的實驗裝置呢？在老師的指導下，小亮與組內(nèi)同學對課本中的實驗裝置進行了如圖2的改進，與課本上的實驗裝置相比較，該裝置的一個優(yōu)點是實驗結(jié)果更準確．
（4）實驗后瓶中剩余的氣體主要是氮氣，本實驗同時證明了該氣體具有的性質(zhì)是不能燃燒，不支持燃燒．

Answer 1

分析 （2）如果裝置漏氣，或紅磷不足，或沒有冷卻至室溫就打開止水夾，都能夠?qū)е逻M入集氣瓶中的水不到集氣瓶容積的五分之一；
（3）不同的實驗裝置，優(yōu)缺點不同；
（4）空氣的主要成分是氮氣和氧氣，氧氣消耗后，瓶中剩余的氣體主要是氮氣，本實驗同時證明了該氣體具有的性質(zhì)是不能燃燒，不支持燃燒．

解答 解：（2）猜想二一定是錯誤的，這是因為沒等裝置冷卻就打開彈簧夾，由于集氣瓶中的氣壓較高，會導致進入集氣瓶中的水偏少，從而導致測出的氧氣體積分數(shù)小于五分之一．
故填：沒等裝置冷卻就打開彈簧夾，由于集氣瓶中的氣壓較高，會導致進入集氣瓶中的水偏少，從而導致測出的氧氣體積分數(shù)小于五分之一．
（3）與課本上的實驗裝置相比較，該裝置的優(yōu)點是：實驗結(jié)果更準確，操作更簡單等．
故填：實驗結(jié)果更準確．
（4）實驗后瓶中剩余的氣體主要是氮氣，本實驗同時證明了該氣體具有的性質(zhì)是．
故填：氮氣；不能燃燒，不支持燃燒．

點評 合理設計實驗，科學地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結(jié)論的前提，因此要學會設計實驗、進行實驗、分析實驗，為學好化學知識奠定基礎．