Question

9．甲同學(xué)用如圖1所示的裝置測(cè)定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)．方按如下：在燃燒匙中盛入紅磷，點(diǎn)燃后立即插入集氣瓶?jī)?nèi)，塞緊橡皮塞，待紅磷火焰熄滅，集氣瓶冷卻至室溫，打開(kāi)止水夾．
（1）待冷卻后打開(kāi)止水夾，觀察到的現(xiàn)象是水沿著導(dǎo)管被壓入集氣瓶?jī)?nèi)，并進(jìn)入集氣瓶容積的$\frac{1}{5}$實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)測(cè)定的氧氣的體積分?jǐn)?shù)低于21%，可能是由哪幾種原因引起的？A紅磷的量不足，瓶?jī)?nèi)氧氣沒(méi)有耗盡B裝置漏氣
（2）乙同學(xué)也設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，裝置和操作同上，只不過(guò)將紅磷換成木炭，該實(shí)驗(yàn)?zāi)芊瘾@得成功？不能（填“能”或“否”）理由是：木炭燃燒生成的二氧化碳與消耗的氧氣的體積相等，燃燒前后集氣瓶?jī)?nèi)的壓強(qiáng)不變．
（3）某同學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行反思后，提出了改進(jìn)方法（如圖2所示 ），你認(rèn)為改進(jìn)后的優(yōu)點(diǎn)是：誤差少或無(wú)污染．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)磷燃燒消耗氧氣使瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)減小進(jìn)一步分析出現(xiàn)的現(xiàn)象并得出結(jié)論；
（2）根據(jù)木炭燃燒生成的二氧化碳與消耗的氧氣的體積相等，燃燒前后集氣瓶?jī)?nèi)的壓強(qiáng)不變進(jìn)行解答；
（3）根據(jù)裝置設(shè)計(jì)的比較好，操作簡(jiǎn)單，并且試管內(nèi)的空氣也不會(huì)逸出來(lái)，比較嚴(yán)密解答．

解答 解：
（1）磷燃燒消耗氧氣使瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)減小，在外界大氣壓的作用下水沿著導(dǎo)管被壓入集氣瓶?jī)?nèi)，并進(jìn)入集氣瓶容積的$\frac{1}{5}$；測(cè)定空氣中氧氣含量的實(shí)驗(yàn)中，氣體減少的體積小于$\frac{1}{5}$的可能原因：①紅磷的量不足，瓶?jī)?nèi)氧氣沒(méi)有耗盡；②裝置漏氣（如塞子未塞緊、燃燒匙與橡皮塞之間有縫隙等）；③未冷卻至室溫就打開(kāi)彈簧夾，使進(jìn)入瓶?jī)?nèi)的水的體積減少等，
（2）木炭燃燒生成的二氧化碳與消耗的氧氣的體積相等，燃燒前后集氣瓶?jī)?nèi)的壓強(qiáng)不變，所以當(dāng)木炭停止燃燒，集氣瓶冷卻至室溫，打開(kāi)鐵夾后，水不能進(jìn)入集氣瓶；故填：不能，木炭燃燒生成的二氧化碳與消耗的氧氣的體積相等，燃燒前后集氣瓶?jī)?nèi)的壓強(qiáng)不變；
（3）通過(guò)凸透鏡聚光引燃紅磷，不需要打開(kāi)瓶塞，空氣出不來(lái)也進(jìn)不去，測(cè)量比較準(zhǔn)確．用酒精燈引燃紅磷，紅磷燃燒生成了五氧化二磷進(jìn)入空氣會(huì)污染空氣，由于磷燃燒放出大量的熱，打開(kāi)瓶塞時(shí)容易使空氣受熱而逸出．所以實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)是：誤差少或無(wú)污染．
答案：
（1）水沿著導(dǎo)管被壓入集氣瓶?jī)?nèi)，并進(jìn)入集氣瓶容積的$\frac{1}{5}$    紅磷的量不足，瓶?jī)?nèi)氧氣沒(méi)有耗盡    裝置漏氣
（2）不能，木炭燃燒生成的二氧化碳與消耗的氧氣的體積相等，燃燒前后集氣瓶?jī)?nèi)的壓強(qiáng)不變；
（3）誤差少或無(wú)污染

點(diǎn)評(píng) 本題考查了測(cè)定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)的有關(guān)問(wèn)題，了解用紅磷測(cè)定氧氣在空氣中含量的實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)等是解答本題的關(guān)鍵；了解實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理或者誤差分析的方法及技巧．