Question

11．某化學興趣小組對教材中“測定空氣里氧氣含量”的實驗（見圖I）進行了大膽改進，設計圖（Ⅱ）（選用容積為45mL的試管作反應容器）實驗方案進行，收到了良好的效果．請你對比分析下面圖I、圖Ⅱ實驗，回答下列有關問題：

（1）圖I實驗中紅磷燃燒的實驗現(xiàn)象是：發(fā)出黃色火焰，冒出大量白煙，放熱，紅磷燃燒的文字表達式為紅磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷，反應基本類型為：化合反應（“化合反應”或“分解反應”）某學生在實驗中測得的氧氣體積含量明顯少于五分之一，請你幫助找出其中可能的原因（寫出2種即可）①紅磷不足量，②未等到冷卻至室溫就在打開止水夾．．
（2）圖Ⅱ實驗中，注射器活塞將從10mL刻度處慢慢前移到約為1mL刻度處才停止．
（3）對照圖I、圖Ⅱ實驗，圖Ⅱ實驗的裝置有何優(yōu)點？（回答一點即可）不易造成實驗誤差（或不污染環(huán)境等）．

Answer 1

分析 （1）紅磷在空氣中燃燒發(fā)出黃色火焰，冒出大量白煙，放出大量的熱；紅磷在空氣中燃燒是與空氣中的氧氣反應，會消耗空氣中的氧氣，冷卻后空氣的體積會減少，減少的就是空氣中氧氣的體積；根據反應物、生成物和條件書寫文字表達式．實驗中應當注意的事項有：氣密性要良好、紅磷要足量、反應要充分、等到冷卻至室溫時在打開止水夾．
（2）根據空氣中氧氣的含量來分析；
（3）根據信息主要從環(huán)境的保護、實驗的誤差等方面分析解答．

解答 解：（1）實驗中現(xiàn)象是紅磷在空氣中燃燒發(fā)出黃色火焰，冒出大量白煙，放熱；冷卻后空氣的體積會減少，打開止水夾時，水會進入集氣瓶，約占集氣瓶容積的五分之一，紅磷在空氣中燃燒是與空氣中的氧氣反應，會消耗空氣中的氧氣，反應的文字表達式為紅磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷，符合“多變一”的特征，屬于化合反應；集氣瓶中的液面不能上升五分之一，可能的原因是氣密性不良好、紅磷不足量、反應不充分、未等到冷卻至室溫就在打開止水夾．
故填：發(fā)出黃色火焰，冒出大量白煙，放熱；化合反應；紅磷不足量；未等到冷卻至室溫就在打開止水夾．
（2）圖Ⅱ實驗中，由于空氣中氧氣的體積分數(shù)約為的五分之一，紅磷燃燒消耗了容積為45mL的試管內空氣的五分之一，也就是9mL（即45mL×$\frac{1}{5}$）；所以活塞所處的刻度值為10mL-9mL=1mL；所以活塞所處的刻度值為10mL-9mL=1mL；故填：1；
（3）對照圖I實驗，圖Ⅱ實驗具有以下優(yōu)點：裝置始終密閉，減少實驗誤差，節(jié)省燃料，不污染環(huán)境，便于讀數(shù)等，因此圖II的缺點是：不易造成實驗誤差（或不污染環(huán)境）；故填：不易造成實驗誤差（或不污染環(huán)境等）．

點評 本題是關于對空氣中氧氣含量的實驗考查，解題的關鍵是了解空氣中氧氣的含量以及相關的實驗要求，屬于開放型實驗分析題，熟練掌握測定的原理、實驗的注意事項、實驗的現(xiàn)象等是解題的關鍵．