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1.按照體積計算空氣中氧氣約占21%,某化學興趣小組的同學按照課本的實驗裝置做“測定空氣中氧氣的體積分數”實驗(圖1),但測出的氧氣體積分數明顯偏。埬銋⑴c探究:
【提出問題】造成誤差的原因是什么?如何改進課本實驗裝置?
【查閱資料】

顏色、狀態(tài)熔點/℃燃燒所需最低溫度/℃密度/g•cm-3
紅磷暗紅色固體5902402.34
白磷白色固體44.1401.82
②二氧化碳氣體能被氫氧化鈉溶液吸收
③在加熱的條件下銅粉能與氧氣反應生成黑色的氧化銅固體
【猜想】
甲同學:可能是導管內原存有空氣,后來留有吸入的水,影響實驗的準確性;
乙同學:可能是瓶內殘留氣體中還有氧氣的緣故;
你還能做的猜想是裝置未冷卻至室溫就打開彈簧夾等(寫一點即可).
【交流與討論】
(1)寫出圖1中集氣瓶中發(fā)生反應的文字或符號表達式磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷;
(2)丙同學認為,用木炭代替紅磷也能完成圖1的實驗,但事先要在集氣瓶中放入一定量的氫氧化鈉溶液;
(3)他們對圖1實驗裝置進行了如圖2的改進.
①甲同學提出應把紅磷更換為白磷,理由是白磷燃燒所需溫度低,更易燃燒;
②通過粗銅絲來點燃玻璃管內的白磷,利用了金屬銅的導熱性;
③與圖1實驗裝置相比,圖2裝置的一個優(yōu)點是實驗誤差小,不會污染空氣;
【探究與反思】
(1)為驗證乙同學的猜想,將銅粉在殘余氣體中加熱,觀察到銅粉變黑,所以乙同學的猜想合理(選填“合理”或“不合理”);
(2)大家采用改進的實驗裝置(圖2)進行實驗(左邊玻璃管上面的空氣平均分成了5等份,并標刻度線),待玻璃管冷卻、管內白色的煙幕消失,同時能觀察到左邊玻璃管中水上升到1刻度線(左邊玻璃管中水上升了玻璃管中空氣體積的1/5等),得到了較準確的數據,但又意外發(fā)現(xiàn)左玻璃管內壁上端附著白色固體.左玻璃管上端的白色固體主要成分可能是白磷或者五氧化二磷.

分析 按照體積計算空氣中氧氣約占21%;
【猜想】集氣瓶未冷卻至室溫就打開了彈簧夾也會導致測量結果偏小,可以據此提出猜想;
【交流與討論】
(1)根據紅磷燃燒生成五氧化二磷,寫出反應的文字表達式;
(2)木炭可以和氧氣反應生成二氧化碳氣體,二氧化碳可以和氫氧化鈉溶液反應,可以據此解答;
(3)①白磷的著火點低,可以較容易的發(fā)生燃燒,可以據此解答;
②銅具有較好的導熱性,可以據此解答;
③在密閉的環(huán)境中進行反應,能夠減少實驗誤差,可以據此解答;
【探究與反思】
(1)銅粉可以和氧氣反應生成黑色的氧化銅固體,可以據此解答該題;
(2)根據【查閱資料】可以知道,白磷為白色或黃色固體,可以據此解答該題.

解答 解:按照體積計算空氣中氧氣約占21%;
【猜想】集氣瓶未冷卻至室溫就打開了彈簧夾也會導致測量結果偏小,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)紅磷燃燒生成五氧化二磷,反應的文字表達式為:磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷;
(2)木炭可以和氧氣反應生成二氧化碳氣體,二氧化碳可以和氫氧化鈉溶液反應,用木炭代替紅磷也能完成圖1的實驗,但事先要在集氣瓶中放入一定量的氫氧化鈉溶液;
(3)
①白磷的著火點低,可以較容易的發(fā)生燃燒;
②銅具有較好的導熱性,所以本實驗中是利用了銅的導熱性;
③分析圖2中的裝置可以知道該裝置在密閉的環(huán)境中進行反應,能夠減少實驗誤差;
【探究與反思】
①銅粉可以和氧氣反應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,即乙同學的猜想合理;
②待玻璃管冷卻、管內白色的煙幕消失,同時能觀察到左邊玻璃管中水上升到1刻度線(左邊玻璃管中水上升了玻璃管中空氣體積的1/5等);
根據【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固體受熱蒸發(fā)后的附著在玻璃管上的;
答案:按照體積計算空氣中氧氣約占21%;
【猜想】裝置未冷卻至室溫就打開彈簧夾等;
【交流與討論】
(1)磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷;
(2)氫氧化鈉溶液或石灰水;
(3)①白磷燃燒所需溫度低,更易燃燒 ②導熱,③實驗誤差小或者不會污染空氣等                      
【探究與反思】
(1)合理       
(2)左邊玻璃管中水上升到1刻度線(左邊玻璃管中水上升了玻璃管中空氣體積的1/5等);白磷或者五氧化二磷.

點評 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、實驗關鍵、現(xiàn)象和結論、裝置的評價和改進等內容的考查.

練習冊系列答案
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