Question

3．為驗(yàn)證空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)，小明按圖甲所示的裝置進(jìn)行了多次實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)每次測得的氧氣體積分?jǐn)?shù)總是遠(yuǎn)小于21%．他認(rèn) 為誤差主要由實(shí)驗(yàn)裝置造成，于是改用圖乙裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，步驟如下：

①連接裝置并檢査氣密性．
②在量筒內(nèi)加入100毫升的水．
③在廣口瓶中加入少量水，使瓶內(nèi)空氣體積為250毫升．
④在燃燒匙內(nèi)放入過量的紅磷，塞緊瓶塞．關(guān)閉止水夾，接通電源使電烙鐵發(fā)熱，點(diǎn)燃紅磷后，斷開電源．
⑤燃燒結(jié)束并充分冷卻后，打開止水夾，待量筒內(nèi)水面不再下降時(shí)，記錄量筒內(nèi)水的體積為65毫升．
（1）小明按圖甲裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，該如何檢査裝置的氣密性？
（2）與裝置甲相比，裝置乙中使用電烙鐵可以減小實(shí)誤差，其原因是：改進(jìn)后的裝置無需打開瓶塞點(diǎn)燃紅磷，避免瓶內(nèi)空氣外逸而而造成實(shí)驗(yàn)誤差
（3）根據(jù)本實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算出空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)為14%
（4）通過比較發(fā)現(xiàn)，小明的測量結(jié)果與真實(shí)值仍有差距，你認(rèn)為引起本實(shí)驗(yàn)的誤差還有什么因素？請(qǐng)你再探究一種因素即可．

Answer 1

分析 （1）裝置氣密性檢查的原理一般是通過壓強(qiáng)差來產(chǎn)生明顯的現(xiàn)象來判斷．壓強(qiáng)差主要來自兩方面：一是利用溫度的變化引起氣體體積變化，二是利用外力產(chǎn)生壓強(qiáng)差．
（2）對(duì)比改進(jìn)行前后的兩種探究裝置，可發(fā)現(xiàn)改進(jìn)后不需要點(diǎn)燃紅磷后再將燃燒匙伸入瓶中，可很好地避免因裝置漏氣而對(duì)結(jié)果帶來的偏差；
（3）根據(jù)量筒內(nèi)減少的體積為氧氣的體積解答；
（4）引起本實(shí)驗(yàn)的誤差除裝置外，還與可燃物的性質(zhì)有關(guān)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)加以驗(yàn)證．

解答 解：（1）檢驗(yàn)此裝置的氣密性時(shí)，可將導(dǎo)管一端插入水中，用手緊握廣口瓶外壁，觀察水中的導(dǎo)管口是否有氣泡冒出，如果有氣泡冒出，說明裝置氣密性好．故填：將導(dǎo)管一端插入水中，用手緊握廣口瓶外壁，觀察水中的導(dǎo)管口是否有氣泡冒出，如果有氣泡冒出，說明裝置氣密性好；
（2）與裝置甲相比，裝置乙中使用電烙鐵可以減小實(shí)驗(yàn)誤差，其原因是：改進(jìn)后的裝置無需打開瓶塞點(diǎn)燃紅磷，避免瓶內(nèi)空氣外逸而而造成實(shí)驗(yàn)誤差．故填：改進(jìn)后的裝置無需打開瓶塞點(diǎn)燃紅磷，避免瓶內(nèi)空氣外逸而而造成實(shí)驗(yàn)誤差；
（3）量筒內(nèi)減少的體積為氧氣的體積，氧氣的體積=100mL-65mL=35mL；空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)為$\frac{35mL}{250mL}×100%$=14%；故填：14%；
（4）引起本實(shí)驗(yàn)的誤差的因素還可能有可燃物的性質(zhì)，為了探究這一因素，可設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)：將紅磷改為白磷做同樣的實(shí)驗(yàn)，然后與紅磷實(shí)驗(yàn)對(duì)比，若測得氧氣體積分?jǐn)?shù)大于14%，說明可燃物的性質(zhì)對(duì)實(shí)驗(yàn)會(huì)產(chǎn)生誤差；故填：可燃物的性質(zhì)；將紅磷改為白磷做同樣的實(shí)驗(yàn)，然后與紅磷實(shí)驗(yàn)對(duì)比，若測得氧氣體積分?jǐn)?shù)大于14%，說明可燃物的性質(zhì)對(duì)實(shí)驗(yàn)會(huì)產(chǎn)生誤差．

點(diǎn)評(píng) 了解實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理或者誤差分析的方法及技巧；了解用紅磷測定氧氣在空氣中含量的實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)．實(shí)驗(yàn)是化學(xué)的重要組成部分，正確的實(shí)驗(yàn)操作是得出科學(xué)結(jié)論的前提條件之一，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)，為得出正確的結(jié)論奠定基礎(chǔ)．