Question

4．實(shí)驗(yàn)是科學(xué)探究的重要方法，如圖是測(cè)定空氣中氧氣含量的三套裝置圖，請(qǐng)結(jié)合圖示回答有關(guān)問(wèn)題．
（1）按裝置一所示進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，紅磷在瓶?jī)?nèi)燃燒時(shí)，如果止水夾未夾緊，會(huì)導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏大（填“偏小”、“不變”或“偏大”）．若將紅磷換成木炭，實(shí)驗(yàn)不能達(dá)到目的，原因是有二氧化碳生成．小雨認(rèn)為事先在集氣瓶?jī)?nèi)放入氫氧化鈉溶液，實(shí)驗(yàn)就能成功，他的理由是CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O（用化學(xué)方程式表示）；小鑫認(rèn)為實(shí)驗(yàn)仍然無(wú)法達(dá)到目的，理由是木炭燃燒生成二氧化碳，而一氧化碳不能被氫氧化鈉溶液吸收．
（2）用裝置二進(jìn)行實(shí)驗(yàn)得到如下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，完成下表：

硬質(zhì)玻璃管中空氣的體積	反應(yīng)前注射器中空氣體積	反應(yīng)后注射器中氣體體積	實(shí)驗(yàn)測(cè)得空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)
25mL	15mL	9mL	15%

裝置二和裝置三中氣球的作用是緩沖氣體壓力利于控制活塞推進(jìn)或控制氣體壓強(qiáng)有利于充分反應(yīng)，但氣球的位置不同，裝置三（填“裝置二”或“裝置三”）更合理，理由是能讓空氣更易流通，全部通過(guò)紅磷，使氧氣與紅磷充分反應(yīng)．
（3）若用實(shí)驗(yàn)裝置二，測(cè)量的結(jié)果偏小，可能的原因有哪些？請(qǐng)寫(xiě)出2點(diǎn)：紅磷的量不足、未待裝置完全冷卻至室溫就讀數(shù)．
（4）用實(shí)驗(yàn)裝置乙進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，向集氣瓶?jī)?nèi)滴加紫色石蕊試液，立刻變紅，說(shuō)明溶液顯酸性；什么原因使石蕊試液變紅的呢？你的猜測(cè)是紅磷燃燒生成五氧化二磷，它與水反應(yīng)生成酸性物質(zhì)．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)紅磷燃燒放出大量的熱以及木條燃燒生成二氧化碳?xì)怏w進(jìn)行解答；考慮二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，而一氧化碳與氫氧化鈉溶液不反應(yīng)；
（2）根據(jù)氣球的作用緩沖，防止試管內(nèi)氣體溫度升高，氣壓增大，沖開(kāi)橡皮塞以及從兩種裝置的區(qū)別來(lái)分析進(jìn)行解答；
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)分析回答；
（4）考慮紅磷燃燒生成五氧化二磷，它與水反應(yīng)生成酸性物質(zhì)．

解答 解：（1）紅磷燃燒放出大量的熱，所以如果止水夾未夾緊，會(huì)有氣體逸出，冷卻后進(jìn)入水的體積變大，則會(huì)導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏大；木條燃燒生成二氧化碳?xì)怏w，所以不能將紅磷換成木炭；二氧化碳與氫氧化鈉溶液反，其化學(xué)方程式為CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O，而一氧化碳與氫氧化鈉溶液不反應(yīng)．
（2）注射器內(nèi)氣體減少的量就是氧氣的體積，則實(shí)驗(yàn)測(cè)得空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)為：$\frac{15mL-9mL}{25mL+15mL}×100%$=15%；裝置中氣球的作用是：緩沖，防止試管內(nèi)氣體溫度升高，氣壓增大，沖開(kāi)橡皮塞；裝置二與裝置三裝置比較，裝置三中的氣球在玻璃管的后部，更易讓空氣流通，氧氣與紅磷能充分反應(yīng)；實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，注射器應(yīng)不停推拉活塞；
（3）若實(shí)驗(yàn)測(cè)得的結(jié)果偏小（氧氣的體積分?jǐn)?shù)小于21%），可能的原因有紅磷的量不足、未待裝置完全冷卻至室溫就讀數(shù)、漏氣等．
（4）用實(shí)驗(yàn)裝置乙進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，向集氣瓶?jī)?nèi)滴加紫色石蕊試液，立刻變紅，說(shuō)明溶液顯酸性；猜測(cè)是紅磷燃燒生成五氧化二磷，它與水反應(yīng)生成酸性物質(zhì)．
故答案為：
（1）偏大，有二氧化碳生成． CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O，木炭燃燒生成二氧化碳，而一氧化碳不能被氫氧化鈉溶液吸收．
（2）15%，緩沖氣體壓力利于控制活塞推進(jìn)或控制氣體壓強(qiáng)有利于充分反應(yīng)，裝置三，能讓空氣更易流通，全部通過(guò)紅磷，使氧氣與紅磷充分反應(yīng)．
（3）紅磷的量不足、未待裝置完全冷卻至室溫就讀數(shù)．
（4）酸，紅磷燃燒生成五氧化二磷，它與水反應(yīng)生成酸性物質(zhì)．

點(diǎn)評(píng) 注意合理設(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)．