Question

6．某化學(xué)興趣小組的同學(xué)在老師的指導(dǎo)下，正確完成如圖所示兩個(gè)實(shí)驗(yàn)．已知所用實(shí)驗(yàn)裝置氣密性良好． （提示：紅色的銅在加熱的條件下能和空氣中的氧氣反應(yīng)生成黑色的氧化銅．）

（一）關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，有如下說法：
①紅磷熄滅并冷卻后才能打開彈簧夾；②點(diǎn)燃酒精燈加熱銅絲，可觀察到銅絲有紅色變成黑色；
③停止加熱后即可讀出注射器內(nèi)氣體的體積約為24mL；④實(shí)驗(yàn)取用銅絲質(zhì)量的多少不會影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果；
⑤兩個(gè)實(shí)驗(yàn)均能證明空氣是混合物；⑥兩個(gè)實(shí)驗(yàn)均能證明空氣中約含$\frac{1}{5}$體積的氧氣．
其中不正確的說法是③和④．（填序號）
（二）對于實(shí)驗(yàn)一，小李同學(xué)進(jìn)行了改進(jìn)與創(chuàng)新，實(shí)驗(yàn)過程如圖2所示：
寫出改進(jìn)實(shí)驗(yàn)中反應(yīng)的文字表達(dá)式磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷，如圖2改進(jìn)實(shí)驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)一相比，明顯的優(yōu)點(diǎn)是裝置簡單或操作簡便或?qū)嶒?yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確（誤差�。�，或封閉體系更環(huán)�；蛟囼�(yàn)成功率高等（寫一條即可）．在實(shí)驗(yàn)開始階段，由于支型試管內(nèi)的白磷燃燒放熱，導(dǎo)致氣體膨脹，導(dǎo)致氣壓先變大（填“大”或“小”），實(shí)驗(yàn)后期，由于具支試管中的氧氣被耗盡，冷卻后氣壓變�。ㄌ睢按蟆被颉靶　保�．
（三）實(shí)驗(yàn)二只是粗略測定空氣中氧氣含量的一種方法，你認(rèn)為造成該實(shí)驗(yàn)不夠精確的可能原因是加入的銅絲量不足（答案合理即可） （寫出其中一種）．在加熱過程中，交替緩慢推動兩個(gè)注射器的目的是促進(jìn)空氣流通，盡可能耗盡氧氣．

Answer 1

分析 （一）根據(jù)測定空氣中氧氣含量的實(shí)驗(yàn)原理和藥品選擇的依據(jù)以及注意事項(xiàng)來分析．
實(shí)驗(yàn)的目的是測定空氣中氧氣含量，原理是消耗氧氣使裝置內(nèi)外產(chǎn)生壓強(qiáng)差，水被吸入占據(jù)氧氣的空間，從而達(dá)到測定氧氣的目的．紅磷、銅絲必須過量，可使集氣瓶中的氧氣完全消耗，減少誤差；紅磷燃燒生成五氧化二磷；由于紅磷消耗了空氣中的氧氣使集氣瓶內(nèi)的壓強(qiáng)減小，打開止水夾后觀察到：水沿導(dǎo)管倒流進(jìn)入集氣瓶中，倒流至集氣瓶容積的$\frac{1}{5}$處；
（二）白磷燃燒生成五氧化二磷；根據(jù)裝置特點(diǎn)進(jìn)行分析解答；
（三）由實(shí)驗(yàn)條件可推出交替緩慢推動兩個(gè)注射器的目的是使封閉空間的氧氣充分反應(yīng)．在本實(shí)驗(yàn)中測定的數(shù)據(jù)要受多種因素影響：應(yīng)交替緩緩?fù)苿觾蓚�(gè)注射器活塞，為了耗盡注射器里的空氣中的氧氣，加入的銅絲的量必須是足量的，讀數(shù)時(shí)應(yīng)冷卻至室溫，裝置的氣密性必須好等．

解答 解：（1）①紅磷燃燒并冷卻后打開彈簧夾，避免了集氣瓶內(nèi)壓強(qiáng)過大進(jìn)入水過少，不能正確測定空氣中氧氣的含量的情況，故①說法正確；
②點(diǎn)燃酒精燈加熱銅絲，銅與氧氣反應(yīng)生成氧化銅（2Cu+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO），所以銅絲表面由光滑的紅色變成黑色，故②說法正確；
③應(yīng)該在停止加熱并冷卻至室溫才能讀數(shù)，故③說法錯(cuò)誤；
④實(shí)驗(yàn)過程中為了將空氣中的氧氣完全耗盡，加入的紅磷和銅絲必須是過量的，故④說法錯(cuò)誤；
⑤兩個(gè)實(shí)驗(yàn)均能證明空氣是混合物，故⑤說法正確；
⑥兩個(gè)實(shí)驗(yàn)均能證明空氣中約含五分之一體積的氧氣，故⑥說法正確．
故答案為：③；④．
（二）磷在空氣中燃燒生成五氧化二磷，該反應(yīng)的文字表達(dá)式為：磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷；
如圖2改進(jìn)實(shí)驗(yàn)與B實(shí)驗(yàn)相比，明顯的優(yōu)點(diǎn)是，裝置簡單或操作簡便或?qū)嶒?yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確（誤差�。�，或封閉體系更環(huán)�；蛟囼�(yàn)成功率高等，故填：裝置簡單或操作簡便或?qū)嶒?yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確（誤差�。�，或封閉體系更環(huán)�；蛟囼�(yàn)成功率高等；在實(shí)驗(yàn)開始階段，由于支型試管內(nèi)的由于白磷燃燒放熱，氣體受熱膨脹，導(dǎo)致氣壓先變大，實(shí)驗(yàn)后期，由于具支試管中的氧氣被耗盡，故冷卻后氣壓變�。�故填：磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷；裝置簡單或操作簡便或?qū)嶒?yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確（誤差小），或封閉體系更環(huán)保或試驗(yàn)成功率高等；白磷燃燒放熱，導(dǎo)致氣體膨脹；大；具支試管中的氧氣被耗盡；�。�
（三）改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)只是粗略測定空氣中氧氣含量的一種方法，造成該實(shí)驗(yàn)不夠精確的可能原因有以下幾個(gè)原因：注射器的前端、玻璃管管比較細(xì)，不利于銅絲與注射器里的氧氣反應(yīng)，未交替緩緩?fù)苿觾蓚�(gè)注射器活塞，加入的銅絲量不足，沒有完全消耗掉氧氣，讀數(shù)時(shí)沒有冷卻至室溫等．
交替緩慢推動兩個(gè)注射器的目的是使封閉空間的氧氣與銅絲充分接觸，使空氣中的氧氣與銅絲充分反應(yīng)；
故填：加入的銅絲量不足（答案合理即可）；促進(jìn)空氣流通，盡可能耗盡氧氣．

點(diǎn)評 本題能通過實(shí)驗(yàn)探究的方式考查了銅與氧氣的反應(yīng)，空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)，提高了學(xué)生學(xué)以致用的意識．