Question

為測(cè)定空氣中氧氣的含量，某學(xué)生設(shè)計(jì)了如下一些實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行探究。請(qǐng)你參與評(píng)價(jià)或幫助他分析完成相關(guān)問題。

Ⅰ.【探究目的】測(cè)定空氣中氧氣的含量

Ⅱ.【查閱資料】25℃（室溫）、101kPa下，100g水可溶解0.1366gCO₂ 。

Ⅲ.【提出問題】氧氣約占空氣體積的多少？

Ⅳ.【猜想假設(shè)】若各裝置都能將集氣瓶中的氧氣耗盡、木炭燃燒都轉(zhuǎn)化成CO₂、燒杯中液體都足量，忽略導(dǎo)管中的空氣和進(jìn)入導(dǎo)管中的液體對(duì)測(cè)量的影響，則集氣瓶中吸入液體體積應(yīng)該約占集氣瓶容積的       。

Ⅴ.【實(shí)驗(yàn)探究】

方案	甲	乙	丙	丁
裝置
操作	①關(guān)閉旋塞；
②將足量的銅網(wǎng)加熱至紅熱狀；	②將足量的紅磷點(diǎn)燃；	②將足量的木炭點(diǎn)燃；	②將足量的木炭點(diǎn)燃；
③立即伸入集氣瓶中并塞緊膠塞；④充分反應(yīng)，待集氣瓶中氣溫冷卻至室溫后打開旋塞；至燒杯中液面           時(shí)記錄集氣瓶中吸入液體體積約占集氣瓶容積幾分之幾。
記錄	約1 / 5	約1 / 5	<< 1 / 5	約1 / 5
結(jié)論	氧氣約占空氣體積的1 / 5	氧氣約占空氣體積的1 / 5	空氣中氧氣的體積含量遠(yuǎn)小于1 / 5	氧氣約占空氣體積的1 / 5

Ⅵ.【反思交流】

⑴當(dāng)集氣瓶中氣溫未冷卻至室溫即記錄集氣瓶中吸入液體體積約占集氣瓶容積的體積分?jǐn)?shù)為a，當(dāng)集氣瓶中氣溫冷卻至室溫后再記錄集氣瓶中吸入液體體積約占集氣瓶容積的體積分?jǐn)?shù)為b，則a         b（填“>”或“<”或“=”）。

⑵丁方案所測(cè)數(shù)據(jù)與猜想假設(shè)數(shù)據(jù)基本吻合的原因是            （用化學(xué)方程式表示）。

⑶丙方案所測(cè)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)小于1 / 5 的主要原因是                                     。

⑷以乙方案為例，試分析在測(cè)定過程中，對(duì)測(cè)定結(jié)果帶來誤差的因素可能有        （任答兩點(diǎn)）。

Answer 1

【答案】Ⅳ.1 / 5或20%或21%（2分）

Ⅴ.保持不變（2分）

Ⅵ.⑴ <（2分）

⑵2NaOH + CO₂ == Na₂CO₃ + H₂O （2分）     

⑶ CO₂氣體在水中的溶解度不大 （2分）

⑷裝置氣密性差、集氣瓶容積與瓶中空氣體積不一致、讀取吸入液體體積不準(zhǔn)、導(dǎo)管內(nèi)的空氣、導(dǎo)管內(nèi)的水、測(cè)定吸入液體體積時(shí)集氣瓶中氣溫未恢復(fù)至室溫、測(cè)定吸入液體體積時(shí)燒杯中液面未恒定等（任意兩點(diǎn)即可，其它合理答案亦可）（2分）

【解析】空氣中氧氣含量約占1/5,利用氣體壓強(qiáng)的原理，物質(zhì)反應(yīng)消耗氧氣，壓強(qiáng)減小，引起水倒流至集氣瓶?jī)?nèi)，至燒杯中液面不再改變，表明集氣瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)不再變化，此時(shí)進(jìn)入水的體積就是減少的氧氣的體積（約占1/5）。氣體壓強(qiáng)隨溫度升高而增大，因此實(shí)驗(yàn)中集氣瓶中氣溫未冷卻至室溫，壓強(qiáng)會(huì)變大，導(dǎo)致進(jìn)入水的體積偏小。丙和丁方案中都使用了木炭，木炭燃燒產(chǎn)物是二氧化碳?xì)怏w，二氧化碳?xì)怏w在水中的溶解度很小，導(dǎo)致丙方案所測(cè)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)小于1/5，而丁方案采用氫氧化鈉溶液吸收二氧化碳?xì)怏w，能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康�。乙方案中采用紅磷燃燒的方法，在實(shí)驗(yàn)過程中，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差的因素很多，如裝置氣密性差、集氣瓶容積與瓶中空氣體積不一致、讀取吸入液體體積不準(zhǔn)、導(dǎo)管內(nèi)的空氣、導(dǎo)管內(nèi)的水、測(cè)定吸入液體體積時(shí)集氣瓶中氣溫未恢復(fù)至室溫、測(cè)定吸入液體體積時(shí)燒杯中液面未恒定等。