Question

【題目】某興趣小組開展“測定密閉容器中某種氣體的體積分數(shù)”的探究實驗。

（實驗1）按圖1所示裝置，用紅磷燃燒的方法測定空氣中氧氣的體積分數(shù)。

（實驗2）按圖2所示裝置，在集氣瓶內壁用水均勻涂附鐵粉除氧劑（其中輔助成分不干擾實驗），利用鐵銹蝕原理測定空氣中氧氣的體積分數(shù)。

（1）實驗1中，紅磷燃燒的主要現(xiàn)象是_____，紅磷熄滅后，集氣瓶冷卻至室溫，打開K，水能倒吸人集氣瓶的原因是_____，為提高實驗的準確性，以上兩個實驗都需要注意的事項是_____（寫一點）。

（2）實驗過程中，連接數(shù)字傳感器，測得實驗1、實驗2中氧氣的體積分數(shù)隨時間變化的關系分別如圖3、圖4所示。依據(jù)圖3、圖4信息，_____（填“實驗1”或“實驗2”）的測定方法更準確，判斷依據(jù)是_____。

（3）結合你的學習經驗，若要尋找紅磷或鐵粉除氧劑的替代物，用圖1或圖2裝置測定空氣中氧氣的體積分數(shù)，該替代物應滿足的條件是_____、_____（寫兩點）。

（實驗3）測定用排空氣法收集到的集氣瓶中氧化碳的體積分數(shù)。

（4）甲同學設計圖5所示裝置進行測定。濃NaOH溶液的作用是_____（用化學方程式表示）。

（5）乙同學提出，僅利用圖6所示裝置，在不添加其他試劑的前提下，也能測得集氣瓶中二氧化碳的體積分數(shù)。為達到實驗目的，操作方法是_____。

Answer 1

【答案】產生大量白煙（或“黃色火焰”“放熱”等合理答案） 氧氣被消耗，集氣瓶內氣體壓強小于大氣壓 裝置的氣密性良好（或“紅磷和鐵粉除氧劑足量”等其他合理答案） 實驗2 反應后，實驗1集氣瓶中剩余氧氣的體積分數(shù)為8.6%而實驗2集氣瓶中氧氣幾乎耗盡 能夠和氧氣反應 生成物不影響測定結果（或其他合理答案） 用冰水冷卻集氣瓶，打開K（或其他合理答案）

【解析】

（1）實驗1中，紅磷燃燒的主要現(xiàn)象是：產生了大量的白煙等；紅磷熄滅后，集氣瓶冷卻至室溫，打開K，水能倒吸入集氣瓶的原因是：氧氣被消耗，集氣瓶內氣體壓強小于大氣壓；為提高實驗的準確性，以上兩個實驗都需要注意的事項是裝置的氣密性要良好等；

（2）實驗過程中，連接數(shù)字傳感器，測得實驗1、實驗2中氧氣的體積分數(shù)隨時間變化的關系分別如圖3、圖4所示。依據(jù)圖3，圖4信息可知，實驗2測定方法更準確，判斷依據(jù)是：反應后，實驗1集氣瓶內剩余氧氣的體積分數(shù)是8.6%，實驗2集氣瓶內氧氣幾乎要耗盡；

（3）用圖1或圖2裝置測定空氣中氧氣的體積分數(shù)，該替代物應滿足的條件是能夠和氧氣反應，生成物不影響測定結果；

（4）二氧化碳與氫氧化鈉反應生成了碳酸鈉和水，化學方程式是：2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O；

（5）由于密封裝置內氣體的壓強隨溫度的降低而減小，為達到實驗目的，操作方法是用冰水冷卻集氣瓶，打開K，瓶內為溫度降低，壓強減小，氫氧換鈉溶液被吸入，吸收了二氧化碳，可以測定出集氣瓶中二氧化碳的體積分數(shù)。