Question

【题目】某科学兴趣小组的同学按照课本上的实验装置做“测定空气中氧气的体积分数”实验（如图1所示），但测出的氧气的体积分数明显小于．请你参与探究：

【提出问题】造成误差的原因是什么？如何改进课本上的实验装置？

【查阅资料】1.红磷、白磷的一些性质如表：

	颜色、状态	熔点/℃	着火点/℃	密度/（g/cm3）
红磷	暗红色固体	590	240	2.34
白磷	白色或黄色固体	44.1	40	1.82

2.铜在加热时易与空气中的氧气反应。

【猜想与假设】

甲同学：可能是导管内原含有空气，后来留有吸入的水，影响实验的准确性．

乙同学：可能是瓶内残留气体中还有氧气．

（1）你还能作出的猜想是 ．

【交流与讨论】

（2）丙同学认为用木炭代替红磷，就可以消除误差，你认为他的猜想 ，（填“合理”或“不合理”）理由是 ．

（3）他们利用金属的导热性，对课本上的实验装置进行了图2所示的改进（其他仪器忽略）．

①甲同学提出应把红磷换为白磷，理由是 ．

②与课本上的实验装置相比较，该装置的一个优点是 ．

【探究与反思】

（4）为了验证乙同学的猜想，将铜粉放在残余气体中加热，观察到铜粉变黑色，证明乙同学的猜想 （填“合理”或“不合理”）

（5）大家用改进的实验装置（如图2所示）进行实验，待玻璃管冷却、管内白色的烟幕消失时，左玻璃管内的液面上升了 格，得到了较准确的结果．此时应该怎么操作后才能读取左管液面的刻度？

Answer 1

【答案】（1）猜想：装置漏气（没有冷却到室温水就倒吸等）

（2）不合理，木炭燃烧后生成二氧化碳，瓶内气压减少不明显

（3）①白磷着火点低，更容易燃烧，消耗氧气更彻底；②气密性更好，更加环保

（4）反思：合理；（5）调节U型管两边高度一样时再进行读数

【解析】

试题分析：该实验为利用红磷燃烧消耗氧气以产生气压差，再通过被压入的水的体积来得到氧气的体积。

（1）猜想：还可能是装置漏气气密性不好，那么空气持续进入使气压无明显改变，或没有冷却到室温水就倒吸等，因温度差而使气压差偏小等；

（2）木炭燃烧后生成二氧化碳使气压增大，那么瓶内气压减少不明显，那么该设计不合理；

（3）①改进后是通过加热铜丝，利用铜丝导热来点燃，因此需换着火点低的白磷着火点低；②铜丝和白磷都会消耗氧气使氧气反应更充分彻底，反应容器更小药品使用量就更少，全程在容器内反应结果更准确且更环保等；

（4）即铜与氧气反应生成了黑色的氧化铜，说明还含有氧气，那么合理；

（5）未避免液体高度差引起的压强差对结果的影响必须调节U型管两边高度一样时再进行读数。