Question

7．某科學(xué)興趣小組的同學(xué)按照課本上的實驗裝置做“測定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)”實驗（如圖1所示），但測出的氧氣的體積分?jǐn)?shù)明顯小于$\frac{1}{5}$．請你參與探究：
【提出問題】造成誤差的原因是什么？如何改進課本上的實驗裝置？
【查閱資料】1．紅磷、白磷的一些性質(zhì)如表：

	顏色、狀態(tài)	熔點/℃	著火點/℃	密度/（g/cm3）
紅磷	暗紅色固體	590	240	2.34
白磷	白色或黃色固體	44.1	40	1.82

2、銅在加熱時易與空氣中的氧氣反應(yīng)．
【猜想與假設(shè)】
甲同學(xué)：可能是導(dǎo)管內(nèi)原含有空氣，后來留有吸入的水，影響實驗的準(zhǔn)確性．
乙同學(xué)：可能是瓶內(nèi)殘留氣體中還有氧氣．
（1）你還能作出的猜想是集氣瓶未冷卻至室溫就打開了彈簧夾（或裝置氣密性不好）．
【交流與討論】
（2）丙同學(xué)認(rèn)為用木炭代替紅磷，就可以消除誤差，你認(rèn)為他的猜想不合理，（填“合理”或“不合理”）理由是木炭燃燒后生成二氧化碳，瓶內(nèi)氣壓減少不明顯．
（3）他們利用金屬的導(dǎo)熱性，對課本上的實驗裝置進行了圖2所示的改進（其他儀器忽略）．
①甲同學(xué)提出應(yīng)把紅磷換為白磷，理由是白磷著火點低，更容易燃燒，消耗氧氣更徹底．
②與課本上的實驗裝置相比較，該裝置的一個優(yōu)點是實驗誤差小，不會污染空氣．
【探究與反思】
（4）為了驗證乙同學(xué)的猜想，將銅粉放在殘余氣體中加熱，觀察到銅粉變黑色，證明乙同學(xué)的猜想合理（填“合理”或“不合理”）
（5）大家用改進的實驗裝置（如圖2所示）進行實驗，待玻璃管冷卻、管內(nèi)白色的煙幕消失時，左玻璃管內(nèi)的液面上升了1 格，得到了較準(zhǔn)確的結(jié)果．此時應(yīng)該怎么操作后才能讀取左管液面的刻度？調(diào)節(jié)U型管兩邊高度一樣時再進行讀數(shù)．

Answer 1

分析 【猜想與假設(shè)】（1）根據(jù)集氣瓶未冷卻至室溫就打開了彈簧夾也會導(dǎo)致測量結(jié)果偏小，可以據(jù)此提出猜想；
【交流與討論】（2）根據(jù)木炭可以和氧氣反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w，不能產(chǎn)生壓強差，可以據(jù)此解答；
（3）①白磷的著火點低，可以較容易的發(fā)生燃燒，可以據(jù)此解答；
②在密閉的環(huán)境中進行反應(yīng)，能夠減少實驗誤差，可以據(jù)此解答；
【探究與反思】（1）根據(jù)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；
（5）根據(jù)氧氣約占空氣體積的$\frac{1}{5}$，可以據(jù)此解答該題；

解答 解：【猜想與假設(shè)】（1）集氣瓶未冷卻至室溫就打開了彈簧夾也會導(dǎo)致測量結(jié)果偏小，所以我們可以提出的猜想為：集氣瓶未冷卻至室溫就打開了彈簧夾；
【交流與討論】（2）木炭可以和氧氣反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w，不能產(chǎn)生壓強差，所以水不能進入廣口瓶中而不能測定出空氣中氧氣的含量；
（3）①白磷的著火點低，可以較容易的發(fā)生燃燒；
②分析圖2中的裝置可以知道該裝置在密閉的環(huán)境中進行反應(yīng)，能夠減少實驗誤差，氣密性更好，更加環(huán)保；
【探究與反思】（4）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明裝置殘留有氧氣，即乙同學(xué)的猜想合理；
（5）大家用改進的實驗裝置（如圖2所示）進行實驗，待玻璃管冷卻、管內(nèi)白色的煙幕消失時，左玻璃管內(nèi)的液面上升了1格；得到了較準(zhǔn)確的結(jié)果．此時應(yīng)該調(diào)節(jié)U型管兩邊高度一樣時再進行讀數(shù)，才能讀取左管液面的刻度．
故答案為：
【猜想與假設(shè)】（1）集氣瓶未冷卻至室溫就打開了彈簧夾（或裝置氣密性不好）；
【交流與討論】（1）不合理；木炭可以和氧氣反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w，不能產(chǎn)生壓強差；
（2）①白磷的著火點低，可以較容易的發(fā)生燃燒；
②實驗誤差小，不會污染空氣；
【探究與反思】（4）合理；
（5）調(diào)節(jié)U型管兩邊高度一樣時再進行讀數(shù)．

點評 空氣是人類寶貴的自然資源，在中考中占有重要的地位，特別是空氣中氧氣含量的測定，要注意測定原理、實驗關(guān)鍵、現(xiàn)象和結(jié)論、裝置的評價和改進等內(nèi)容的考查．