Question

【题目】某化学兴趣小组的同学以“空气中氧气含量的测定”为目的进行了下列探究：

实验目的：探究空气中氧气的含量。（丙中上方的玻璃仪器为钟罩）

设计实验：下图是甲、乙、丙三位同学设计的实验。大家一致认为，______同学的实验设计存在问题，不能用于空气中氧气含量的测定，原因的_____________。

进行试验：下面是甲、乙两同学的实验过程，请帮助他们完成实验报告。

Ⅰ．甲同学利用如图所示的装置测定空气中氧气的含量（体积分数）。它的操作过程如下（有100mL和500mL量筒供选用）：

①检查整个装置的气密性后，将c处的止水夹夹紧，点燃红磷后，迅速插入左边的广口瓶中；

②待燃烧停止，整个装置冷却至室温后，将c处的止水夹打开。结果发现烧杯中的水进入到广口瓶中；

③待烧杯中的水不能再进入广口瓶后，打开广口瓶的橡胶塞，将广口瓶中的水全部倒入到100mL量筒中，测得其中水的体积为76mL。

④甲又设法准确地测定了实验前原广口瓶中空气的体积，数据为400mL。

回答下列问题：

（1）红磷燃烧时最明显的现象是_______________；

（2）该同学测得的空气中氧气的体积分数为___________%．与理论值21%相比较，产生误差的原因很可能是_____________（导气管的体积可忽略不计）

（3）该同学的第④步操作中测定广口瓶中空气的体积的方法是：_________。

（4）乙同学选用容积为45mL的18×180mm的试管作反应容器收到良好效果。

请你分析回答下列问题：

Ⅱ．实验步骤如下：

①点燃酒精灯。

②撤去酒精灯，待试管冷却后松开弹簧夹。

③将少量红磷平装入试管中，将20mL的注射器活塞置于10mL刻度处，并按图Ⅱ中所示的连接方式固定好，再用弹簧夹夹紧橡皮管。

④读取注射器活塞的数据。

你认为正确的实验操作顺序是_________。（填序号）

（5）乙同学实验中，注射器活塞将从10mL刻度处慢慢前移到约为_______mL刻度处才停止。

反思应用：乙同学的实验与甲同学相比，优点是____________（写一点）。

Answer 1

【答案】丙 木炭燃烧生成二氧化碳气体，瓶内压强变化不大 产生大量白烟 19% 红磷量不足或装置漏气等 广口瓶装水至b处，把广口瓶中水倒入500mL量筒中即测出 ③①②④ 1 气密性更好，测量准确或者减少对空气的污染

【解析】

[设计实验]丙同学的实验设计存在问题，不能用于空气中氧气含量的测定，原因是木炭燃烧生成气体，瓶内压强变化不大。

（1）红磷燃烧时最明显的现象是产生大量白烟。

（2）该同学测得的空气中氧气的体积分数为：=19%．与理论值21%相比较，产生误差的原因很可能是红磷量不足或装置漏气等。

（3）该同学的第④步操作中测定广口瓶中空气的体积的方法是：广口瓶装水至b处，把广口瓶中水倒入500mL量筒中即测出。

（4）乙同学测定空气中氧气体积含量的正确操作顺序是：③将少量红磷平装入试管中，将20mL的注射器活塞置于10mL刻度处，并按图Ⅱ中所示的连接方式固定好，再用弹簧夹夹紧橡皮管、①点燃酒精灯、②撤去酒精灯，待试管冷却后松开弹簧夹、④读取注射器活塞的数据。故选③①②④。

（5）乙同学实验中，试管的体积是45mL，其中氧气的体积约为：45mL×=9mL，即实验结束时，试管内减少的气体体积是9mL，故注射器活塞从10mL刻度处慢慢前移到1mL刻度处才停止。

反思应用：乙同学的实验与甲同学相比，优点是气密性更好，测量准确或者减少对空气的污染。