Question

【题目】空气中氧气含量测定的再认识。

（经典赏析）教材中介绍了拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分（装置如图1），通过该实验拉瓦锡得出了空气是由氧气和_____（填物质名称），其中氧气约占空气总体积的1/5。

（实验回顾）（1）实验室常用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的含量（装置如图2），兴趣小组用该方法测出的氧气含量常常远低于1/5。其原因可能是：装置漏气；红磷量不足，装置内氧气有剩余； ___________________ ；…

（2）由于红磷在空气中点燃后才放入集气瓶内，造成的实验缺陷有：①测定结果不准确；② ____________。

（提出问题）能否设计一套实验装置以解决上述缺陷？

（实验改进）

改进一：兴趣小组同学，设计了如图3所示装置：用一个100mL量筒倒扣在水中，使量筒内外液面均位于40mL处，量筒内浮着一个贴有银片的小木块，银片上放有足量白磷，将整套装置置于垫有_______（填仪器名称）的铁架台的铁圈上加热。一会儿，白磷发生燃烧，量筒内液面上升，向烧杯内加水直至量筒内外液面相平，读出此时液面对应刻度。

（1）放白磷的平板用银做的原因是：银的________（填一物理性质）好，易将白磷温度升高，且化学性质稳定。

（2）最终，液面大约位于量筒刻度32mL处；白磷燃烧的符号表达式为_______________。

改进二：兴趣小组同学又进行了大胆改进，设计图4（选用容积为40mL的试管作反应容器，注射器活塞初始位置为20mL处，注射器空间为20mL，活塞与内壁摩擦力及连接管空间容积忽略不计）实验方案进行，收到了良好的效果。

兴趣小组同学装配好仪器并确认气密性良好后，将弹簧夹松开，直接给足量的红磷加热使其燃烧，反应完全并冷却后，注射器活塞最终将停留在约为_____mL（填整数）刻度处。

Answer 1

【答案】氮气没有冷却到室温就打开弹簧夹 （或烧杯中的水太少）污染空气石棉网导热性P+O2P2O58

【解析】

经典赏析：教材中介绍了拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分（装置如图1），通过该实验拉瓦锡得出了空气是由氧气和氮气组成；

实验回顾：（1）实验室常用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的含量（装置如图2），兴趣小组用该方法测出的氧气含量常常远低于五分之一，其原因可能是：装置漏气；红磷量不足，装置内氧气有剩余；未等冷却就打开弹簧夹；

（2）由于红磷在空气中点燃后才放入集气瓶内，实验缺陷：测定结果不准确；污染环境等（合理即可）；

实验改进：改进一：兴趣小组同学，设计了如图3所示装置：用一个100mL量筒倒扣在水中，使量筒内外液面均位于40mL处，量筒内浮着一个贴有银片的小木块，银片上放有足量白磷，将整套装置置于垫有石棉网的铁架台的铁圈上加热，一会儿，白磷发生燃烧，量筒内液面上升，向烧杯内加水直至量筒内外液面相平，读出此时液面所对刻度；

（1）放白磷的平板用银做的原因是利用银的导热性好，易将白磷温度升高，且化学性质稳定；
（2）白磷燃烧生成五氧化二磷，反应的符号表达式为：P+O2P2O5；

改进二：兴趣小组同学装配好仪器并确认气密性良好后，第一组同学将弹簧夹夹紧橡皮管，给足量的红磷加热，燃烧结束待试管冷却后松开弹簧夹，由于只消耗了试管内的氧气，所以氧气的体积是40mL的五分之一，为8mL，所以注射器活塞将从20mL刻度处前移到约为 12mL刻度处才停止．第二组同学将弹簧夹松开，直接给足量的红磷加热，由于反应放热，所以红磷燃烧后活塞运动方向为先向右，然后由于氧气消耗，且温度降低，所以活塞最后向左．由于装置内氧气均被消耗，所以氧气的体积为60mL的五分之一，为12mL，所以反应完全并冷却后，注射器活塞最终将停留在约为 8mL刻度处。