Question

4．某科學(xué)興趣小組的同學(xué)按照課本上的實(shí)驗(yàn)裝置做“測定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)”實(shí)驗(yàn)（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(jìn)課本上的實(shí)驗(yàn)裝置？
【查閱資料】紅磷、白磷的一些性質(zhì)如表：

	顏色、狀態(tài)	熔點(diǎn)/℃	著火點(diǎn)/℃	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

【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(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性．
乙同學(xué)：可能是瓶內(nèi)殘留氣體中還有氧氣．
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】
（1）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”）理由是木炭可以和氧氣反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w，不能產(chǎn)生壓強(qiáng)差．
（2）他們利用金屬的導(dǎo)熱性，對課本上的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了圖2所示的改進(jìn)（其他儀器忽略）．
①甲同學(xué)提出應(yīng)把紅磷換為白磷，理由是磷的著火點(diǎn)低，可以較容易的發(fā)生燃燒．
②與課本上的實(shí)驗(yàn)裝置相比較，該裝置的一個優(yōu)點(diǎn)是實(shí)驗(yàn)誤差小，不會污染空氣．
【探究與反思】
（1）為了驗(yàn)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”）
（2）大家用改進(jìn)的實(shí)驗(yàn)裝置（如圖2所示）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，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．左玻璃管上端的白色固體的主要成分可能是五氧化二磷．

Answer 1

分析 【猜想與假設(shè)】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】（1）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(qiáng)差，可以據(jù)此解答；
①白磷的著火點(diǎn)低，可以較容易的發(fā)生燃燒，可以據(jù)此解答；
②銅具有較好的導(dǎo)熱性，可以據(jù)此解答；
③在密閉的環(huán)境中進(jìn)行反應(yīng)，能夠減少實(shí)驗(yàn)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；
（2）根據(jù)【查閱資料】可以知道，白磷為白色或黃色固體，白磷燃燒生成白色五氧化二磷，可以據(jù)此解答該題；

解答 解：【猜想與假設(shè)】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】（1）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(qiáng)差，所以水不能進(jìn)入廣口瓶中而不能測定出空氣中氧氣的含量；
（2）①白磷的著火點(diǎn)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(jìn)行反應(yīng)，能夠減少實(shí)驗(yàn)誤差；
【探究與反思】（1）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；
（2）根據(jù)【查閱資料】可以知道，白磷為白色或黃色固體，所以左玻璃管上端的白色固體主要成分可能是白磷燃燒生成的五氧化二磷聚集而成的；
故答案為：
【猜想與假設(shè)】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(qiáng)差；
（2）①白磷的著火點(diǎn)低，可以較容易的發(fā)生燃燒；
②實(shí)驗(yàn)誤差小，不會污染空氣；
【探究與反思】（1）合理；
（2）五氧化二磷．

點(diǎn)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(shí)驗(yàn)關(guān)鍵、現(xiàn)象和結(jié)論、裝置的評價和改進(jìn)等內(nèi)容的考查．