Question

18．
（一）為驗證空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)，小明同學(xué)按照課本中圖甲所示的裝置進(jìn)行了第一次實驗．
（1）集氣瓶中紅磷燃燒反應(yīng)的字母表達(dá)式是4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅；
（2）集氣瓶底水的作用是降溫、吸收五氧化二磷，防止污染空氣；
（3）測得結(jié)果大于$\frac{1}{5}$，原因可能是向瓶口塞入膠塞過慢．
（二）小明按圖甲所示的裝置又進(jìn)行了多次實驗，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)為誤差主要由實驗裝置造成，于是改用圖乙裝置進(jìn)行實驗，步驟如下：①連接裝置并檢查氣密性．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，記錄量筒內(nèi)水的體積為60毫升．
（4）在步驟⑤中等集氣瓶冷卻至室溫后才打開止水夾，這樣操作的原因是使測量結(jié)果更準(zhǔn)確．
（5）小明按如甲裝置進(jìn)行實驗時，寫出檢查裝置的氣密性的方法將導(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．
（6）與裝置甲相比，裝置乙中使用電烙鐵可以減小實驗誤差，其原因是：改進(jìn)后的裝置無需打開瓶塞點燃紅磷，避免瓶內(nèi)空氣外逸而而造成實驗誤差．
（7）根據(jù)本實驗數(shù)據(jù)，計算出空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)為16%．
小明發(fā)現(xiàn)，測量結(jié)果與真實值仍有較大差距，查閱資料發(fā)現(xiàn)，引起本實驗的誤差除裝置外，還與可燃物的性質(zhì)有關(guān)．
（8）上圖兩個裝置的實驗原理是磷消耗氧氣，裝置內(nèi)氣壓變�。�
（三）小強同學(xué)按照圖1所示裝置測定空氣中氧氣的含量，其中與集氣瓶相連的壓強傳感器等電子設(shè)備將集氣瓶內(nèi)氣體壓強精確地記錄并保存下來，圖2、圖3是用該裝置測得的紅磷和木炭分別在集氣瓶中燃燒的壓強-時間關(guān)系圖（該裝置氣密性良好，p₀是集氣瓶內(nèi)初始?xì)鈮海琾和p′分別是反應(yīng)結(jié)束后恢復(fù)到室溫時集氣瓶內(nèi)的氣壓）．下列說法正確的是BC．
A．燃燒匙內(nèi)所裝紅磷或木炭的多少對實驗結(jié)果無影響
B．反應(yīng)開始時集氣瓶中壓強瞬間變大的是由燃燒放熱造成的
C．p=0.79p₀，p′=p₀是因為紅磷比木炭消耗的氧氣多
D．由圖3可推出空氣中氧氣的含量．

Answer 1

分析 （一）
（1）根據(jù)磷燃燒的反應(yīng)寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式；
（2）根據(jù)集氣瓶底水的作用是降溫、吸收五氧化二磷解答；
（3）根據(jù)空氣中各成分及體積分?jǐn)?shù)來回答本題．還需要考慮氧氣體積分?jǐn)?shù)大于1/5是由于裝置內(nèi)的氣體壓強減小所致．
（二）（4）根據(jù)實驗原理分析解答；
（5）裝置氣密性檢查的原理一般是通過壓強差來產(chǎn)生明顯的現(xiàn)象來判斷．壓強差主要來自兩方面：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)生壓強差．
（6）對比改進(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結(jié)果帶來的偏差；
（7）根據(jù)量筒內(nèi)減少的體積為氧氣的體積解答；
（8）根據(jù)實驗原理分析解答；
（三）A．根據(jù)藥品多少來分析；
B．根據(jù)壓強瞬間變大的原因來分析；
C．根據(jù)壓強的不同原因來分析；
D．根據(jù)木炭燃燒生成氣體來分析．

解答 解：
（一）
（1）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{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅；
（2）集氣瓶底水的作用是降溫、吸收五氧化二磷，防止污染空氣；
（3）測得的氧氣體積分?jǐn)?shù)大于$\frac{1}{5}$說明從裝置內(nèi)出來的氣體多了，即有可能向瓶口塞入膠塞過慢由于磷燃燒放熱使瓶內(nèi)氣體被趕出一部分．
（二）（4）在步驟⑤中等集氣瓶冷卻至室溫后才打開止水夾，這樣操作的原因是使測量結(jié)果更準(zhǔn)確；
（5）檢驗此裝置的氣密性時，可將導(dǎo)管一端插入水中，用手緊握廣口瓶外壁，觀察水中的導(dǎo)管口是否有氣泡冒出，如果有氣泡冒出，說明裝置氣密性好．
（6）與裝置甲相比，裝置乙中使用電烙鐵可以減小實驗誤差，其原因是：改進(jìn)后的裝置無需打開瓶塞點燃紅磷，避免瓶內(nèi)空氣外逸而而造成實驗誤差．
（7）量筒內(nèi)減少的體積為氧氣的體積，氧氣的體積=100mL-60mL=40mL；
空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)為：$\frac{40mL}{250mL}$×100%=16%．
（8）上圖兩個裝置的實驗原理是磷消耗氧氣，裝置內(nèi)氣壓變�。�
（三）A．若所用藥品過少，就不會將裝置內(nèi)的氧氣耗盡，會導(dǎo)致實驗結(jié)果出現(xiàn)誤差，故錯誤；
B．反應(yīng)開始時，物質(zhì)燃燒放出大量的熱，氣體體積受熱膨脹，所以集氣瓶中壓強瞬間變大的是由燃燒放熱造成的，故正確；
C．壓強不同的原因主要是木碳燃燒生成了二氧化碳?xì)怏w，故正確；
D．由于碳與氧氣反應(yīng)生成二氧化碳，雖然都消耗了氧氣，但又生成了氣體，裝置內(nèi)氣體壓強保持不變，無法測定，故錯誤．
故選BC．
故答案為：
（一）
（1）4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅；
（2）降溫、吸收五氧化二磷，防止污染空氣；
（3）可能向瓶口塞入膠塞過慢；
（二）
（4）使測量結(jié)果更準(zhǔn)確；
（5）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．
（6）改進(jìn)后的裝置無需打開瓶塞點燃紅磷，避免瓶內(nèi)空氣外逸而而造成實驗誤差；
（7）16%；
（8）磷消耗氧氣，裝置內(nèi)氣壓變��；
（三）BC

點評 解這類題目，主要是根據(jù)實驗現(xiàn)象總結(jié)實驗結(jié)論，根據(jù)結(jié)論得出的物質(zhì)性質(zhì)，屬基礎(chǔ)性知識考查題．