Question

9．某化學(xué)興趣小組對(duì)教材中“測(cè)定空氣里氧氣含量”的實(shí)驗(yàn)（見(jiàn)圖I）進(jìn)行了大膽改進(jìn)，設(shè)計(jì)圖（Ⅱ）（選用容積為45mL的18×180mm的試管作反應(yīng)容器）實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行，收到了良好的效果．請(qǐng)你對(duì)比分析下面圖I、圖Ⅱ?qū)嶒?yàn)，回答下列有關(guān)問(wèn)題：

（1）按圖I所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，紅磷在瓶中燃燒時(shí)的主要現(xiàn)象是產(chǎn)生大量白煙；發(fā)生反應(yīng)的文字或符號(hào)表達(dá)式為磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷（或4P+5O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2P₂O₅）．若止水夾未夾緊，會(huì)導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏大（填“偏小”、“偏大”或“不變”，下同）；若圖Ⅰ中集氣瓶口漏氣，會(huì)導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏�。�
（2）按圖Ⅱ所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
①實(shí)驗(yàn)前，打開(kāi)彈簧夾，將注射器的活塞前沿從20mL刻度處推至15mL刻度處，然后松手，若活塞仍能返回至20mL刻度處，則說(shuō)明裝置不漏氣．
②按圖Ⅱ?qū)嶒?yàn)時(shí)的操作步驟如下：
a、讀取注射器活塞的數(shù)據(jù)． 
b、撤去酒精燈，待試管冷卻到室溫后松開(kāi)彈簧夾．
c、將少量紅磷平裝入試管中，將20mL的注射器活塞置于15mL刻度處，并按圖Ⅱ中所示的連接方式固定好，再將彈簧夾緊橡皮管．
d、點(diǎn)燃酒精燈．e、檢查裝置的氣密性．
你認(rèn)為正確的實(shí)驗(yàn)操作順序是ecdba （填序號(hào)）．
③當(dāng)紅磷與氧氣充分反應(yīng)后，移開(kāi)酒精燈并打開(kāi)彈簧夾，注射器活塞將從15mL刻度處慢慢前移到約為6mL刻度處才停止．

Answer 1

分析 只有熟悉用紅磷測(cè)定空氣組成的實(shí)驗(yàn)原理、操作、現(xiàn)象、結(jié)論和注意事項(xiàng)，才能正確解答本題．
（1）本題設(shè)計(jì)很有梯度，后面的問(wèn)題在前面的問(wèn)題的鋪墊下稍加思考總結(jié)都能夠形成結(jié)論．實(shí)驗(yàn)改進(jìn)時(shí)建立在實(shí)驗(yàn)原理之上的，本實(shí)驗(yàn)的原理是借助對(duì)空氣中氧氣的消耗引起裝置內(nèi)壓強(qiáng)的改進(jìn)，從而使外界便于測(cè)定體積的液體進(jìn)入裝置內(nèi)．也就是為了保證結(jié)果的精確，加入的物質(zhì)需要滿足能夠和空氣中的低濃度的氧氣反應(yīng)，生成的產(chǎn)物不能使氣體，這樣就可以滿足替代的要求．
（2）而對(duì)應(yīng)用注射器進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)，相對(duì)先前的實(shí)驗(yàn)，數(shù)據(jù)更容易獲取，因?yàn)樽⑸淦饔芯�確的刻度．但是也有難度：怎么樣減少因?yàn)樽⑸淦骰钊�的摩擦造成的誤差．

解答 解：（1）按圖I所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，紅磷在瓶中燃燒時(shí)的主要現(xiàn)象是產(chǎn)生大量白煙；磷與氧氣在點(diǎn)燃條件下反應(yīng)生成五氧化二磷．該反應(yīng)發(fā)生反應(yīng)的文字表達(dá)式為紅磷+氧氣→五氧化二磷．若止水夾未夾緊，會(huì)導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏大；若圖Ⅰ中集氣瓶口漏氣，會(huì)導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏�。�
（2）按圖Ⅱ所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
①實(shí)驗(yàn)前，打開(kāi)彈簧夾，將注射器的活塞前沿從20mL刻度處推至15mL刻度處，然后松手，若活塞仍能返回至20mL刻度處，則說(shuō)明裝置不漏氣．
②按圖Ⅱ?qū)嶒?yàn)時(shí)的操作步驟如下：
a、讀取注射器活塞的數(shù)據(jù)． b、撤去酒精燈，待試管冷卻到室溫后松開(kāi)彈簧夾．
c、將少量紅磷平裝入試管中，將20mL的注射器活塞置于15mL刻度處，并按圖Ⅱ中所示的連接方式固定好，再將彈簧夾緊橡皮管．d、點(diǎn)燃酒精燈．e、檢查裝置的氣密性．
故：正確的實(shí)驗(yàn)操作順序是e、c、d、b、a．
③由于紅磷燃燒消耗了容積為45mL的18×180mm的試管內(nèi)空氣的$\frac{1}{5}$，也就是9mL（即45mL×$\frac{1}{5}$）；所以活塞所處的刻度值為15mL-9mL=6mL．
故答為：（1）產(chǎn)生大量白煙，磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷（或4P+5O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2P₂O₅）．偏大，偏小
（2）①裝置不漏氣．②e c d b a．③6．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查用紅磷測(cè)定空氣組成的實(shí)驗(yàn)原理、操作、現(xiàn)象、結(jié)論和注意事項(xiàng)，難度稍大．注意尤其是注射器類似的本身內(nèi)部有氣體的可能的干擾就是要強(qiáng)調(diào)對(duì)題意的準(zhǔn)確把握．