Question

20．某化學興趣小組為了測定空氣中氧氣的含量，改進了教材中的實驗，進行了如下探究活動：
【查閱資料】紅磷燃燒生成的五氧化二磷有毒，會刺激人的呼吸道．
【設(shè)計實驗】設(shè)計了如圖所示的裝置進行探究活動．
【步驟與現(xiàn)象】
①量試管的容積為50mL；
②檢查裝置的氣密性良好；
③裝藥品，將注射器活塞調(diào)整到合適位置，連接好儀器；
④用彈簧夾夾緊膠皮管，加熱紅磷，觀察現(xiàn)象；
⑤燃燒結(jié)束后，等試管完全冷卻至室溫時打開彈簧夾，觀察注射器活塞的移動情況．
【反思與交流】
（1）紅磷燃燒的文字表達式為磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷，觀察到試管內(nèi)的現(xiàn)象是產(chǎn)生大量白煙．
（2）步驟③中注射器活塞至少應(yīng)調(diào)到12.5mL處．
（3）若實驗結(jié)束時，發(fā)現(xiàn)測定的結(jié)果與實際值不相符，可能的原因是裝置漏氣、未等裝置冷卻就讀數(shù)、紅磷不足．
（4）改進后的裝置相比于教材中的裝置具有的優(yōu)點：能使實驗誤差小，能夠減少空氣污染．

Answer 1

分析 （1）紅磷能與氧氣反應(yīng)且生成固體五氧化二磷，（2）根據(jù)氧氣約占空氣體積的五分之一分析；（3）造成實驗結(jié)果不準確的原因可從是否進入空氣和氧氣是否被全部消耗等方面分析；（4）根據(jù)實驗裝置的特點分析解答優(yōu)點．

解答 解：（1）紅磷能與氧氣反應(yīng)且生成固體五氧化二磷，文字表達式為：磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷；磷燃燒產(chǎn)生大量白煙；
（2）氧氣約占空氣體積的五分之一，試管中反應(yīng)后應(yīng)向左推進，設(shè)注射器中氣體為x，試管的容積為50mL，反應(yīng)前氣體的總體積為50mL+x，所以反應(yīng)后減少的體積為（50mL+x）×$\frac{1}{5}$=x，x=12.5mL．所以注射器活塞至少應(yīng)調(diào)到12.5mL處．
（3）造成實驗結(jié)果不準確的原因可能是：瓶塞未塞緊或裝置漏氣，也可能是未等裝置冷卻就讀數(shù)、紅磷不足；
（4）該化學興趣小組設(shè)計的裝置與教材中的測量氧氣體積分數(shù)實驗裝置相比，有何優(yōu)點是：裝置在密封的容器中點燃，能使實驗誤差小，能夠減少空氣污染．
故答案為：（1）磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷；產(chǎn)生大量白煙；
（2）12.5；
（3）裝置漏氣、未等裝置冷卻就讀數(shù)、紅磷不足（合理均可）；
（4）能使實驗誤差小，能夠減少空氣污染．

點評 本考點是用磷測定氧氣在空氣中的體積分數(shù)，屬于實驗方法和過程的探究．這類探究實驗要具體問題具體分析，根據(jù)設(shè)計的步驟中不同的現(xiàn)象去思考、去探究，從而回答題目給出的問題．本考點主要出現(xiàn)在填空題和實驗題中．