Question

【題目】空氣中氧氣含量測定的再認(rèn)識。

（經(jīng)典賞析）教材中介紹了拉瓦錫用定量的方法研究了空氣的成分（裝置如圖1），通過該實(shí)驗(yàn)拉瓦錫得出了氧氣約占空氣體積______的結(jié)論.

（實(shí)驗(yàn)回顧）（1）實(shí)驗(yàn)室常用紅磷燃燒的方法測定空氣中氧氣的含量（裝置如圖2），興趣小組用該方法測出的氧氣含量常常遠(yuǎn)低于1/5。其原因可能是_____________；

（2）由于紅磷在空氣中點(diǎn)燃后才放入集氣瓶內(nèi)，實(shí)驗(yàn)缺陷：①測定結(jié)果不準(zhǔn)確；②____。③_______

（提出問題）能否設(shè)計一套實(shí)驗(yàn)裝置以解決上述缺陷？

（實(shí)驗(yàn)改進(jìn)）

改進(jìn)一：興趣小組同學(xué)，設(shè)計了如圖3所示裝置

（查閱資料）白磷的著火點(diǎn)40℃，

（實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備）錐形瓶內(nèi)空氣體積為230mL，注射器中水的體積為50mL，該裝型氣密性良好

（實(shí)驗(yàn)探究）裝入藥品，按圖所示連接好儀器，夾緊彈資夾。先將錐形瓶底部放入熱水中，白磷很快被引燃，然后將錐形瓶從熱水中取出

（現(xiàn)象分析）

（1）錐形瓶底部放入熱水中，白磷被引燃。

（2）整個實(shí)驗(yàn)過程中，氣球的變化是_______。

（3）待白磷熄滅、錐形瓶冷卻到室溫后，打開彈簧夾，還可觀察到的現(xiàn)象一是:注射器中的水自動噴射出來，原因是 __________現(xiàn)象二是:當(dāng)注射中的水還剩約________ mL時停止流下。

改進(jìn)二:興趣小組同學(xué)又進(jìn)行了大改進(jìn)，設(shè)計圖4和圖5的實(shí)驗(yàn)方案。

興趣小組同學(xué)經(jīng)過討論認(rèn)為圖5的裝置更合理，理由是___________。

興趣小組同學(xué)按照圖5裝配好儀器，在給足量的銅粉加熱時，實(shí)驗(yàn)中要來回推拉注射器，其目的是______，興趣小組同學(xué)收到了良好的效果。

Answer 1

【答案】 紅磷的量不足或未冷卻到室溫就打開止水夾讀數(shù)或裝置漏氣 燃燒產(chǎn)物污染空氣 紅磷點(diǎn)燃時，需打開裝置，容易造成裝置漏氣 先變大，后縮小 白磷燃燒消耗了氧氣，瓶內(nèi)壓強(qiáng)減小并小于外界大氣壓 4mL 能減小玻璃管內(nèi)外的壓強(qiáng)差，防止橡膠塞彈出 使銅與空氣中的氧氣充分接觸

【解析】

經(jīng)典賞析：通過實(shí)驗(yàn)拉瓦錫得出了氧氣約占空氣體積的結(jié)論。

實(shí)驗(yàn)回顧：（1）用紅磷燃燒的方法測定空氣中氧氣的含量，測出的氧氣含量常常遠(yuǎn)低于，可能是紅磷的量不足消耗了部分氧氣或裝置未冷卻到室溫就打開止水夾讀數(shù)或裝置漏氣。（2）實(shí)驗(yàn)缺陷：測定結(jié)果不準(zhǔn)確、燃燒產(chǎn)物污染空氣、紅磷點(diǎn)燃時，需打開裝置，容易造成裝置漏氣。

現(xiàn)象（2）白磷燃燒放熱，使瓶內(nèi)壓強(qiáng)增大，此時氣球變大，而白磷燃燒消耗了氧氣，冷卻到室溫后，瓶內(nèi)壓強(qiáng)減小，此時氣球縮小，因此氣球的變化是先變大，后縮小。（3）白磷燃燒消耗了氧氣，瓶內(nèi)壓強(qiáng)減小并小于外界大氣壓，會使注射器中的水在外界大氣壓的作用下自動噴出來，由于空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)約占空氣體積的，已知錐形瓶內(nèi)空氣體積為230mL，所以消耗的氧氣的體積約為46mL，注射器中水的體積為50mL，其中46mL進(jìn)入瓶中補(bǔ)充被消耗的氧氣的體積，因此當(dāng)注射器中的水還剩下約4mL時停止流下。

改進(jìn)二:圖5的裝置更合理，原因是能減小玻璃管內(nèi)外的壓強(qiáng)差，防止橡膠塞彈出。在給足量的銅粉加熱時，實(shí)驗(yàn)中要來回推拉注射器，其目的是使空氣中的氧氣與銅充分接觸。