Question

18．某化學(xué)興趣小組的同學(xué)按照課本的實(shí)驗(yàn)裝置做“測(cè)定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)”實(shí)驗(yàn)（圖1），但測(cè)出的氧氣體積分?jǐn)?shù)明顯小于$\frac{1}{5}$．請(qǐng)你參與探究：
【提出問(wèn)題】造成誤差的原因是什么？如何改進(jìn)課本實(shí)驗(yàn)裝置？
【查閱資料】（1）著火點(diǎn)是指可燃物燃燒所需要的最低溫度．
（2）白磷和紅磷的組成元素、燃燒現(xiàn)象和產(chǎn)物均相同．
（3）銅在空氣中加熱，和氧氣反應(yīng)生成黑色的氧化銅．

	顏色、狀態(tài)	熔點(diǎn)/℃	著火點(diǎn)/℃	密度/g•cm-3
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)原存有空氣，后來(lái)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?jī)?nèi)殘留氣體中還有氧氣的緣故；
你還能做的猜想是紅磷不足等
【交流與討論】
（1）丙同學(xué)認(rèn)為，用木炭代替紅磷，就可以消除這個(gè)現(xiàn)象，大家認(rèn)為丙同學(xué)的猜想不合理，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）他們對(duì)課本實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了如圖2的改進(jìn)（其他儀器忽略）．
①甲同學(xué)提出應(yīng)把紅磷更換為白磷，理由是白磷的著火點(diǎn)低，可以較容易的發(fā)生燃燒，
白磷燃燒的符號(hào)表達(dá)式為4P+5O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2P₂O₅；
②通過(guò)粗銅絲來(lái)點(diǎn)燃玻璃管內(nèi)的白磷，利用了金屬銅的物理性質(zhì)是導(dǎo)電性；
③與課本實(shí)驗(yàn)裝置相比，該裝置的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是環(huán)保，生成的五氧化二磷有毒，不污染空氣；測(cè)量所得數(shù)據(jù)比較準(zhǔn)確；所用試劑量少，節(jié)約藥品等．
【探究與反思】
（1）為驗(yàn)證乙同學(xué)的猜想，將銅粉在殘余氣體中加熱，觀察到銅粉變黑，所以乙同學(xué)的猜想合理（選填“合理”或“不合理”）．
（2）大家采用改進(jìn)的實(shí)驗(yàn)裝置（圖2）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，待玻璃管冷卻、管內(nèi)白色的煙幕消失，左管液面上升了1格，得到了較準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，但又意外發(fā)現(xiàn)左玻璃管內(nèi)壁上端附著黃色固體．黃色固體主要成分可能是白磷．

Answer 1

分析 【猜想與假設(shè)】根據(jù)測(cè)定空氣中氧氣體積分?jǐn)?shù)的實(shí)驗(yàn)原理和注意事項(xiàng)等提出猜想；
【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，可以據(jù)此解答；
（2）①白磷的著火點(diǎn)低，可以較容易的發(fā)生燃燒生成了五氧化磷分析回答；
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）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）①根據(jù)【查閱資料】可以知道，白磷為白色或黃色固體，可以據(jù)此解答該題；
②五氧化二磷可以溶于水后生成磷酸，所以其pH小于7，可以據(jù)此解答．

解答 解：【猜想與假設(shè)】紅磷不足，不能將氧氣全部消耗掉，會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果偏��；集氣瓶未冷卻至室溫就打開(kāi)了彈簧夾也會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果偏小，所以我們可以提出的猜想為：紅磷不足，集氣瓶未冷卻至室溫就打開(kāi)了彈簧夾，裝置漏氣等；
【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(cè)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)生燃燒生成了五氧化二磷，反應(yīng)的化學(xué)方程式是：4P+5O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2P₂O₅；
②銅具有較好的導(dǎo)熱性，所以本實(shí)驗(yàn)中是利用了銅的導(dǎo)熱性；：
③分析圖2中的裝置環(huán)保，生成的五氧化二磷有毒，不污染空氣；測(cè)量所得數(shù)據(jù)比較準(zhǔn)確；所用試劑量少，節(jié)約藥品等；
【探究與反思】
（1）銅粉可以和氧氣反應(yīng)生成黑色的氧化銅固體，所以若觀察到銅粉變黑則說(shuō)明裝置殘留有氧氣，即乙同學(xué)的猜想合理；
（2）根據(jù)【查閱資料】可以知道，白磷為白色或黃色固體，所以左玻璃管上端的黃色固體主要成分可能是白磷固體受熱蒸發(fā)后的附著在玻璃管上的．
故答案為：【猜想與假設(shè)】紅磷不足等；
【交流與討論】
（1）木炭可以和氧氣反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w，不能產(chǎn)生壓強(qiáng)差；
（2）①白磷的著火點(diǎn)低，可以較容易的發(fā)生燃燒，4P+5O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2P₂O₅；
②導(dǎo)熱；
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；
【探究與反思】
（1）合理；
（2）白磷．

點(diǎn)評(píng) 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(cè)定，要注意測(cè)定原理、實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵、現(xiàn)象和結(jié)論、裝置的評(píng)價(jià)和改進(jìn)等內(nèi)容的考查．