Question

13．按照體積計(jì)算空氣中氧氣約占21%，某化學(xué)興趣小組的同學(xué)按照課本的實(shí)驗(yàn)裝置做“測(cè)定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)”實(shí)驗(yàn)（圖1），但測(cè)出的氧氣體積分?jǐn)?shù)明顯偏�。�請(qǐng)你參與探究：
【提出問(wèn)題】
造成誤差的原因是什么？如何改進(jìn)課本實(shí)驗(yàn)裝置？
【查閱資料】
①

	顏色、狀態(tài)	熔點(diǎn)/℃	燃燒所需最低溫度/℃	密度/g•cm-3
紅磷	暗紅色固體	590	240	2.34
白磷	白色固體	44.1	40	1.82

②二氧化碳?xì)怏w能被氫氧化鈉溶液吸收
③在加熱的條件下銅粉能與氧氣反應(yīng)生成黑色的氧化銅固體
【猜想】
甲同學(xué)：可能是導(dǎo)管內(nèi)原存有空氣，后來(lái)留有吸入的水，影響實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性；
乙同學(xué)：可能是瓶?jī)?nèi)殘留氣體中還有氧氣的緣故；
你還能做的猜想是集氣瓶未冷卻至室溫就打開(kāi)了彈簧夾（寫(xiě)一點(diǎn)即可）．
【交流與討論】
（1）寫(xiě)出圖1中集氣瓶中發(fā)生反應(yīng)的文字或符號(hào)表達(dá)式4P+5O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2P₂O₅；
（2）丙同學(xué)認(rèn)為，用木炭代替紅磷也能完成圖1的實(shí)驗(yàn)，但事先要在集氣瓶中放入一定量的氫氧化鈉溶液；

（3）他們對(duì)圖1實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了如圖2的改進(jìn)．
①甲同學(xué)提出應(yīng)把紅磷更換為白磷，理由是白磷的著火點(diǎn)低，可以較容易的發(fā)生燃燒；
②通過(guò)粗銅絲來(lái)點(diǎn)燃玻璃管內(nèi)的白磷，利用了金屬銅的導(dǎo)熱性；
③與圖1實(shí)驗(yàn)裝置相比，圖2裝置的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是在密閉的環(huán)境中進(jìn)行反應(yīng)，能夠減少實(shí)驗(yàn)誤差；
【探究與反思】
（1）為驗(yàn)證乙同學(xué)的猜想，將銅粉在殘余氣體中加熱，觀察到銅粉變黑，所以乙同學(xué)的猜想合理（選填“合理”或“不合理”）；
（2）大家采用改進(jìn)的實(shí)驗(yàn)裝置（圖2）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（左邊玻璃管上面的空氣平均分成了5等份，并標(biāo)刻度線），待玻璃管冷卻、管內(nèi)白色的煙幕消失，同時(shí)能觀察到左邊玻璃管中水上升到1刻度線，得到了較準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，但又意外發(fā)現(xiàn)左玻璃管內(nèi)壁上端附著白色固體．左玻璃管上端的白色固體主要成分可能是白磷．

Answer 1

分析 【猜想與假設(shè)】裝置漏氣；集氣瓶未冷卻至室溫就打開(kāi)了彈簧夾；紅磷不足等都會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果偏小，可以據(jù)此提出猜想；
【交流與討論】
（1）根據(jù)紅磷燃燒生成五氧化二磷解答；
（2）木炭可以和氧氣反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w，二氧化碳可以和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，據(jù)此解答；
（3）①白磷的著火點(diǎn)低，可以較容易的發(fā)生燃燒，可以據(jù)此解答；
②銅具有較好的導(dǎo)熱性，可以據(jù)此解答；
③在密閉的環(huán)境中進(jìn)行反應(yīng)，能夠減少實(shí)驗(yàn)誤差，可以據(jù)此解答；
【探究與反思】
（1）銅粉可以和氧氣反應(yīng)生成黑色的氧化銅固體，可以據(jù)此解答該題；
（2）①根據(jù)【查閱資料】可以知道，白磷為白色或黃色固體，可以據(jù)此解答該題；
②五氧化二磷可以溶于水后生成磷酸，所以其pH小于7，可以據(jù)此解答．

解答 解：按照體積計(jì)算空氣中氧氣約占21%；
【猜想與假設(shè)】集氣瓶未冷卻至室溫就打開(kāi)了彈簧夾也會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果偏小，所以我們可以提出的猜想為：裝置漏氣；集氣瓶未冷卻至室溫就打開(kāi)了彈簧夾；紅磷不足等；
【交流與討論】
（1）紅磷燃燒生成五氧化二磷，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4P+5O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2P₂O₅．
（2）木炭可以和氧氣反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w，不能產(chǎn)生壓強(qiáng)差，所以水不能進(jìn)入廣口瓶中而不能測(cè)定出空氣中氧氣的含量；二氧化碳可以和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，故事先要在集氣瓶中放入一定量的氫氧化鈉溶液；
（3）①白磷的著火點(diǎn)低，可以較容易的發(fā)生燃燒；
②銅具有較好的導(dǎo)熱性，所以本實(shí)驗(yàn)中是利用了銅的導(dǎo)熱性；
③分析圖2中的裝置環(huán)保，生成的五氧化二磷有毒，不污染空氣；測(cè)量所得數(shù)據(jù)比較準(zhǔn)確；所用試劑量少，節(jié)約藥品等；
【探究與反思】
（1）銅粉可以和氧氣反應(yīng)生成黑色的氧化銅固體，所以若觀察到銅粉變黑則說(shuō)明裝置殘留有氧氣，即乙同學(xué)的猜想合理；
（2）左邊玻璃管中水上升到1刻度線，根據(jù)【查閱資料】可以知道，白磷為白色或黃色固體，所以左玻璃管上端的黃色固體主要成分可能是白磷固體受熱蒸發(fā)后的附著在玻璃管上的；
故答案為：21%；
【猜想與假設(shè)】集氣瓶未冷卻至室溫就打開(kāi)了彈簧夾；
【交流與討論】
（1）4P+5O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2P₂O₅；
（2）氫氧化鈉溶液；
（3）①白磷的著火點(diǎn)低，可以較容易的發(fā)生燃燒；
②導(dǎo)熱；
③在密閉的環(huán)境中進(jìn)行反應(yīng)，能夠減少實(shí)驗(yàn)誤差；
【探究與反思】
（1）合理；
（2）左邊玻璃管中水上升到1刻度線；白磷．

點(diǎn)評(píng) 空氣是人類(lèi)寶貴的自然資源，在中考中占有重要的地位，特別是空氣中氧氣含量的測(cè)定，要注意測(cè)定原理、實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵、現(xiàn)象和結(jié)論、裝置的評(píng)價(jià)和改進(jìn)等內(nèi)容的考查．