Question

【題目】兩百多年前，法國(guó)化學(xué)家拉瓦錫用定量的方法研究了空氣成分。仿照這個(gè)實(shí)驗(yàn)的原理，化學(xué)家積極探索、不斷創(chuàng)新，設(shè)計(jì)出下列如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。

（實(shí)驗(yàn)回顧）圖1是實(shí)驗(yàn)室用紅磷燃燒來(lái)粗略測(cè)定空氣中O2含量的裝置。

（1）寫出紅磷燃燒的符號(hào)表達(dá)式__________。

（2）實(shí)驗(yàn)原理：由于紅磷燃燒消耗空氣中的O2，使容器內(nèi)外產(chǎn)生__________，燒杯內(nèi)的水倒吸入集氣瓶中，通過(guò)量取進(jìn)入水的體積可以粗略測(cè)得空氣中O2的含量。

（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)束，發(fā)現(xiàn)進(jìn)入集氣瓶中水的體積小于瓶?jī)?nèi)空氣體積的1/5，可能原因是：①實(shí)驗(yàn)裝置漏氣；②__________；③…

（提出問(wèn)題）測(cè)量結(jié)果與理論值誤差較大，怎樣才能減少誤差呢？

（查閱資料）

①紅磷著火點(diǎn)240℃，白磷著火點(diǎn)40℃；

②磷燃燒后的產(chǎn)物有毒；

③鐵在潮濕的空氣中會(huì)生銹，會(huì)消耗氧氣。

（實(shí)驗(yàn)改進(jìn)）

（1）甲組同學(xué)查閱資料后，對(duì)課本上的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了圖2所示的改進(jìn)，其改進(jìn)后的優(yōu)點(diǎn)是__________（答一條）

（2）儀器改進(jìn)后甲組同學(xué)測(cè)定的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：

	實(shí)驗(yàn)前	實(shí)驗(yàn)后
測(cè)定項(xiàng)目	集氣瓶及止水夾左側(cè)導(dǎo)管內(nèi)空氣的總體積	燒杯中水的體積	燒杯中剩余水的體積
體積/	126.0	80.0	54.8

根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)可以算出，實(shí)驗(yàn)測(cè)得空氣中O2的體積分?jǐn)?shù)是__________%。

（3）乙組同學(xué)根據(jù)鐵生銹原理，探究用鐵能否測(cè)定空氣中O2的含量，于是用粗鐵絲進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)（裝置如圖3）。通過(guò)7天測(cè)得的數(shù)據(jù)計(jì)算出空氣中O2的含量為20.13%。與紅磷燃燒的方法相比，該方法的優(yōu)點(diǎn)是鐵絲生銹可以消耗更多的O2，使測(cè)量結(jié)果更準(zhǔn)確，但也存在缺點(diǎn)，你認(rèn)為缺點(diǎn)是__________。

（拓展延伸）銅也能與空氣中氧氣、水、二氧化碳反應(yīng)，生成銅綠[銅綠的主要成分為Cu2(OH)2CO3]。若將圖3裝置中的粗鐵絲換成足量的粗銅絲進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)判斷能否比較準(zhǔn)確的測(cè)定空氣中O2含量并說(shuō)明理由_____________________。

Answer 1

【答案】P+O2P2O5 氣壓差（壓強(qiáng)差） 紅磷量不足（或未等冷卻至室溫就打開(kāi)止水夾） 白磷的著火點(diǎn)低，更易燃燒或裝置始終密閉，使測(cè)得的結(jié)果更準(zhǔn)確（合理即可） 20% 鐵生銹需要和氧氣、水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，會(huì)消耗少量的水，造成誤差 不能，因?yàn)殂~生銹也會(huì)消耗水和二氧化碳

【解析】

根據(jù)題目已給信息正確評(píng)價(jià)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)優(yōu)點(diǎn)。

[實(shí)驗(yàn)回顧]（1）紅磷燃燒生成五氧化二磷。故答案為：P+O2P2O5；

（2）紅磷在密閉環(huán)境中燃燒，消耗氧氣，從而使集氣瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)減小，從而產(chǎn)生壓強(qiáng)差，導(dǎo)致水回流。故答案為：氣壓差（壓強(qiáng)差）；

（3）回流的水小于五分之一，可能的原因是：紅磷不足、裝置漏氣、未冷卻到室溫就打開(kāi)彈簧夾。故答案為：紅磷量不足（或未等冷卻至室溫就打開(kāi)止水夾）；

[實(shí)驗(yàn)改進(jìn)]（1）白磷的著火點(diǎn)更低，且改進(jìn)裝置始終密閉，結(jié)果更準(zhǔn)確。故答案為：白磷的著火點(diǎn)低，更易燃燒或裝置始終密閉，使測(cè)得的結(jié)果更準(zhǔn)確（合理即可）；

（2）反應(yīng)結(jié)束后，水一共回流的體積約為：80.0mL-54.8mL=25.2mL，回流的水的體積就是被消耗的氧氣的體積，氧氣的體積分?jǐn)?shù)為：。故答案為：20%；

（3）利用鐵生銹消耗氧氣測(cè)定空氣氧氣的含量，結(jié)果更為準(zhǔn)確，但鐵生銹除了消耗空氣中的氧氣外，還消耗了少部分的水，可能會(huì)產(chǎn)生一定誤差。故答案為：鐵生銹需要和氧氣、水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，會(huì)消耗少量的水，造成誤差；

[拓展延伸]由題意可知，銅生銹除了消耗氧氣還會(huì)消耗二氧化碳，產(chǎn)生的結(jié)果會(huì)存在誤差。故答案為：不能，因?yàn)殂~生銹也會(huì)消耗水和二氧化碳。

故答案為：【實(shí)驗(yàn)回顧】（1）P+O2P2O5（2）氣壓差（壓強(qiáng)差）（3）紅磷量不足（或未等冷卻至室溫就打開(kāi)止水夾）【實(shí)驗(yàn)改進(jìn)】（1）白磷的著火點(diǎn)低，更易燃燒或裝置始終密閉，使測(cè)得的結(jié)果更準(zhǔn)確（合理即可）（2）20%（3）鐵生銹需要和氧氣、水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，會(huì)消耗少量的水，造成誤差【拓展延伸】不能，因?yàn)殂~生銹也會(huì)消耗水和二氧化碳