Question

15．某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了如圖Ⅰ所示的裝置，探究空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)，其中A是底面積為5cm²、圓筒狀玻璃容器（帶密封蓋），上面標(biāo)有以cm為單位的刻度，B是帶刻度的敞口玻璃管（其他輔助裝置略）．他們的操作過(guò)程如下：

a．連接裝置；
b．檢查裝置的氣密性；
c．加入水并調(diào)整B的高度，使A、B兩側(cè)液面相平，此時(shí)A中的液面于刻度15cm處；
d．將過(guò)量的白磷放在惰性電熱板上，蓋緊密封蓋；
e．通電加熱白磷至充分反應(yīng)；
（1）操作b為：檢查裝置的氣密性；
（2）操作e 過(guò)程中的現(xiàn)象：①白磷燃燒，產(chǎn)生大量白煙，②裝置A中液面先下降，后上升，該反應(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；
（3）在操作e結(jié)束后，還需等待至冷卻至室溫后，并調(diào)整B（填A(yù)或B）使A、B中液面相平；
（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，裝置A中的液面的刻度約為12cm（填整數(shù)）．
（5）圖Ⅰ、圖Ⅱ均不僅可以說(shuō)明氧氣占空氣的體積分?jǐn)?shù)，還可以說(shuō)明氮?dú)庠搶?shí)驗(yàn)可推論出氮?dú)怆y填“易”或“難”）溶于水和其化學(xué)性質(zhì)不活潑（填“活潑”或“不活潑”）的結(jié)論．若使用圖Ⅱ裝置最終實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏小，你認(rèn)為導(dǎo)致這一結(jié)果的原因可能是裝置漏氣，藥品不足（寫(xiě)兩點(diǎn)即可）；
（6）相比較圖Ⅱ而言，圖Ⅰ優(yōu)點(diǎn)是誤差小，不污染環(huán)境．

Answer 1

分析 （1）凡是有氣體參加或產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)前一定要檢查裝置的氣密性，以防裝置漏氣影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果； 
（2）根據(jù)白磷燃燒的現(xiàn)象進(jìn)行分析解答；
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)進(jìn)行分析解答；
（4）氧氣約占空氣總體積的五分之一；
（5）根據(jù)氮?dú)獾男再|(zhì)分析解答；
（6）不同的實(shí)驗(yàn)裝置，優(yōu)缺點(diǎn)不同．

解答 解：
（1）凡是有氣體參加或產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)前一定要檢查裝置的氣密性，以防裝置漏氣影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果；操作b為：檢查裝置的氣密性；
（2）操作e 過(guò)程中的現(xiàn)象：①白磷燃燒，產(chǎn)生大量白煙；     ②裝置A中液面先下降，后上升；該反應(yīng)的文字達(dá)式為：磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷；符號(hào)表達(dá)式為：4P+5O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2P₂O₅；
（3）在操作e結(jié)束后，還需等待至冷卻至室溫后，并調(diào)整B使A、B中液面相平；
（4）因?yàn)檠鯕饧s占空氣總體積的五分之一，A裝置中空氣中的氧氣占得刻度值為：15cm×$\frac{1}{5}$=3cm，因此在操作d結(jié)束時(shí)，與裝置A中液面最接近的刻度是：15cm-3cm=12cm．
（5）圖Ⅰ、圖Ⅱ均不僅可以說(shuō)明氧氣占空氣的體積分?jǐn)?shù)，還可以說(shuō)明氮?dú)庠搶?shí)驗(yàn)可推論出氮?dú)怆y溶于水和其化學(xué)性質(zhì)不活潑的結(jié)論．若使用圖Ⅱ裝置最終實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏小，你認(rèn)為導(dǎo)致這一結(jié)果的原因可能是裝置漏氣，藥品不足；
（6）本實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)有：能夠避免乙中燃燒的紅磷伸入集氣瓶時(shí)導(dǎo)致的空氣膨脹外逸，從而減小誤差，同時(shí)能夠避免乙中燃燒產(chǎn)生的紅磷污染環(huán)境．
故填：誤差小，不污染環(huán)境．
答案：
（1）檢查裝置的氣密性；
（2）①白磷燃燒，產(chǎn)生大量白煙        ②裝置A中液面先下降，后上升；磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷或4P+5O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2P₂O₅；
（3）冷卻至室溫；  B； A、B中液面相平；
（4）12；
（5）難；   不活潑； 裝置漏氣；    藥品不足（合理即可）；
（6）誤差小，不污染環(huán)境（合理即可）

點(diǎn)評(píng) 合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，科學(xué)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，是得出正確實(shí)驗(yàn)結(jié)論的前提，因此要學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，為學(xué)好化學(xué)知識(shí)奠定基礎(chǔ)