Question

19．某化學(xué)興趣小組同學(xué)設(shè)計(jì)了多組實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)定空氣中氧氣的含量．
（1）甲同學(xué)設(shè)計(jì)圖1裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．實(shí)驗(yàn)過程中觀察到燒杯中的水被倒吸入集氣瓶中，其原因是氧氣被消耗，產(chǎn)生壓強(qiáng)差． 實(shí)驗(yàn)過程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)水小于$\frac{1}{5}$的結(jié)果，請(qǐng)你分析可能原因之一是裝置漏氣．
（2）乙同學(xué)設(shè)計(jì)計(jì)出了如圖2所示的實(shí)驗(yàn)裝置．

實(shí)驗(yàn)過程：
①檢查裝置的氣密性，氣密性良好；
②在集氣瓶里裝進(jìn)適量a 體積的水，燃燒匙里放一塊白磷（40℃即可燃燒），按圖示裝置連接儀器，然后在酒精燈上把玻璃棒下端加熱，玻璃棒的作用為引燃白磷；（注：集氣瓶?jī)?nèi)的長(zhǎng)導(dǎo)管已接近瓶底）
③把預(yù)先加熱過的玻璃棒按下與白磷接觸，觀察到白磷立即著火燃燒，現(xiàn)象為劇烈燃燒，產(chǎn)生大量白煙，該反應(yīng)的文字表達(dá)式為：磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷；
（注：白磷與紅磷燃燒的產(chǎn)物、現(xiàn)象均相同）
④待集氣瓶完全冷卻至室溫，量出集氣瓶中水的體積是b，整個(gè)集氣瓶的體積是c．從白磷開始燃燒到最后熄滅的過程中，集氣瓶?jī)?nèi)水面的變化情況是先下降后上升；
⑤根據(jù)a、b、c三個(gè)數(shù)據(jù)，計(jì)算出空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)．已知C=60ml  a=10ml，則b=20ml，得出結(jié)論，氧氣的體積分?jǐn)?shù)約為$\frac{1}{5}$．
實(shí)驗(yàn)反思：
①組內(nèi)成員小張對(duì)“實(shí)驗(yàn)前集氣瓶里要裝進(jìn)適量a 體積的水”非常不理解．咨詢了組長(zhǎng)小明之后，他終于明白“a 體積的水”的作用，其一是為了加快④步驟中集氣瓶的冷卻速度；其二則主要是形成液封．
②在上述實(shí)驗(yàn)中，下列操作的實(shí)施和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的出現(xiàn)，會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)最后產(chǎn)生的實(shí)際值大于理論值的是B
A．裝置氣密性不好       B．實(shí)驗(yàn)前集氣瓶里沒有裝a 體積的水
C．集氣瓶沒有冷卻到室溫 D．用紅磷代替白磷（紅磷的著火點(diǎn)在240℃左右）

Answer 1

分析 紅磷和白磷在空氣中燃燒都能夠生成五氧化二磷，同時(shí)產(chǎn)生大量白煙，放出大量的熱；
氧氣約占空氣總體積的五分之一．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)過程中觀察到燒杯中的水被倒吸入集氣瓶中，其原因是氧氣被消耗，產(chǎn)生壓強(qiáng)差；
如果裝置漏氣、紅磷不足，沒有冷卻至室溫就打開止水夾時(shí)，導(dǎo)致進(jìn)入集氣瓶中的水不到集氣瓶容積的五分之一．
故填：氧氣被消耗，產(chǎn)生壓強(qiáng)差；裝置漏氣．
（2）玻璃棒的作用為引燃白磷．
故填：引燃白磷．
把預(yù)先加熱過的玻璃棒按下與白磷接觸，觀察到白磷立即著火燃燒，現(xiàn)象為劇烈燃燒，產(chǎn)生大量白煙，該反應(yīng)的文字表達(dá)式為：磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷．
故填：劇烈燃燒，產(chǎn)生大量白煙；磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷．
從白磷開始燃燒到最后熄滅的過程中，集氣瓶?jī)?nèi)水面的變化情況是先下降后上升，這是因?yàn)榘琢兹紵�放熱，壓�?qiáng)增大，導(dǎo)致液面下降，冷卻至室溫后，氧氣消耗，壓強(qiáng)減小，導(dǎo)致液面上升．
故填：先下降后上升．
⑤因?yàn)檠鯕饧s占空氣總體積的五分之一，因此集氣瓶中的氧氣體積為：（60mL-10mL）×$\frac{1}{5}$=10mL，b=10mL+10mL=20mL；
得出結(jié)論，氧氣的體積分?jǐn)?shù)約為$\frac{1}{5}$．
故填：20；$\frac{1}{5}$．
實(shí)驗(yàn)反思：
①組內(nèi)成員小張對(duì)“實(shí)驗(yàn)前集氣瓶里要裝進(jìn)適量a 體積的水”非常不理解．咨詢了組長(zhǎng)小明之后，他終于明白“a 體積的水”的作用，其一是為了加快④步驟中集氣瓶的冷卻速度；其二則主要是形成液封．
故填：形成液封．
②A．裝置氣密性不好，會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)最后產(chǎn)生的實(shí)際值小于理論值；       
B．實(shí)驗(yàn)前集氣瓶里沒有裝a體積的水，燃燒過程中，由于氣體壓強(qiáng)增大，導(dǎo)致部分氣體通過導(dǎo)管逸出，從而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)最后產(chǎn)生的實(shí)際值大于理論值；
C．集氣瓶沒有冷卻到室溫，會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)最后產(chǎn)生的實(shí)際值小于理論值；
 D．用紅磷代替白磷，如果紅磷燃燒，則不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，如果紅磷不能燃燒，則會(huì)導(dǎo)致水不能進(jìn)入集氣瓶，從而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失�。�
故填：B．

點(diǎn)評(píng) 合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，科學(xué)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，是得出正確實(shí)驗(yàn)結(jié)論的前提，因此要學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，為學(xué)好化學(xué)知識(shí)奠定基礎(chǔ)．