某校化学兴趣小组的同学按照课本装置做“测定空气里氧气的含量实验．他们将燃烧匙内的红磷点燃后.立即伸入广口瓶中并把塞子塞紧.待红磷熄灭和冷却后.打开弹簧夹.观察集气瓶中水面变化.发现气体减少的体积小于1/5．这是什么原因呢?兴趣小组的四位同学就该现象做了如下探究．请你参与他们的探究.并回答有关问题:[提出问题]造成这个结果的原因是什么?如何改进?[猜想和� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

（2010?梧州模拟）某校化学兴趣小组的同学按照课本装置（如图1）做“测定空气里氧气的含量”实验．他们将燃烧匙内的红磷点燃后，立即伸入广口瓶中并把塞子塞紧，待红磷熄灭和冷却后，打开弹簧夹，观察集气瓶中水面变化，发现气体减少的体积小于1/5．这是什么原因呢？兴趣小组的四位同学就该现象做了如下探究．请你参与他们的探究，并回答有关问题：

【提出问题】
造成这个结果的原因是什么？如何改进？
【猜想和假设】
排除了属于偶然现象的原因之后，其中三位同学对原因做了如图2的猜想：
对于这一现象的原因，你还能做出怎样的猜想？请写出你的一个合理猜想：

①可能是导管中的气体进入了广口瓶，而原来并没有计算这部分气体的体积；
或②可能是红磷的量不够，导致氧气没有耗尽；
或③可能是红磷熄灭后还没等冷却到室温，就打开了弹簧夹；
或④可能是氧气含量减少到一定程度的时候，红磷就不再燃烧了，使氧气没有耗尽；

．
【分析与交流】
对小周的猜想，大家一致认为小周的猜想不合理，并认为这样做的结果将使误差更大，原因是：

酒精中含有碳元素，在燃烧时生成二氧化碳的体积与消耗氧气的体积一致，不会造成气体总体积的减少

．
【实验与结论】
（1）小吴决定使用原装置重做实验，并在实验前重新检验了装置的气密性．小吴检验气密性的正确方法是：

将装置如原图所示重新装配，在烧杯中注入足量水，打开弹簧夹；用热毛巾捂住广口瓶，如果看到有气泡冒出；（或加上：撤掉热毛巾后，导管中将倒吸一段水柱）则装置的气密性良好

．
（2）为了验证小施的猜想，同学们将500mL的残余气体与足量灼热的铜粉充分反应，结果发现铜粉增重0.028g．（为避免残余气体中CO₂及水蒸气可能造成的干扰，在实验前已将它们除去）
由上述实验事实可知，残余气体中

有

氧气（填“有”或“没有”，如果选“没有”，后一个空填“0”）；残余气体中氧气的体积占

%（已知该条件下氧气的密度为1.4g/L）．
【反思与评价】
针对课本实验装置和操作的不足，小沈同学经过认真思考，改进并设计了如图3实验装置，与原来的装置相比较，请你说出新装置的两个优点：（1）

装置简单、紧凑，操作方便，现象明显

；（2）

装置中直接有刻度，方便直接读取数据，利于数据比较

．

分析：【猜想和假设】
可以从导致该实验值偏小的原因回答，例如：装置漏气或红磷的量不足或装置未冷却至室温就打开弹簧夹等；
【分析与交流】
从酒精燃烧的产物及测定氧气的原理分析：不能产生新的气体，而酒精中含有碳元素，在燃烧时会生成二氧化碳，会影响消耗氧气体积的变化；
【实验与结论】
（1）检验该装置气密性的方法：是将装置如原图所示重新装配，在烧杯中注入足量水，打开弹簧夹；用热毛巾捂住广口瓶，如果看到有气泡冒出；（或加上：撤掉热毛巾后，导管中将倒吸一段水柱）则装置的气密性良好；
（2）根据铜粉增重的原因分析氧气的存在，并计算其体积分数；
【反思与评价】
根据改进的实验装置，从装置的特点、安全、环保等方面与原来的装置相比较总结优点．

解答：解：【猜想和假设】从导致该实验值偏小的原因猜想，如：①可能是导管中的气体进入了广口瓶，而原来并没有计算这部分气体的体积；或②可能是红磷的量不够，导致氧气没有耗尽；或③可能是红磷熄灭后还没等冷却到室温，就打开了弹簧夹；或④可能是氧气含量减少到一定程度的时候，红磷就不再燃烧了，使氧气没有耗尽；（任写一个即可）
【分析与交流】
小周猜想把红磷换成酒精不合理，因为酒精中含有碳元素，在燃烧时生成二氧化碳的体积与消耗氧气的体积一致，不会造成气体总体积的减少，故小周的猜想不合理；
【实验与结论】
（1）检验该装置的气密性的正确方法是：将装置如原图所示重新装配，在烧杯中注入足量水，打开弹簧夹；用热毛巾捂住广口瓶，如果看到有气泡冒出；（或加上：撤掉热毛巾后，导管中将倒吸一段水柱）则装置的气密性良好；
（2）根据将500mL的残余气体与足量灼热的铜粉充分反应，结果发现铜粉增重0.028g，可知铜粉增重的质量就是消耗氧气的质量，即0.028g，所以残余气体中有氧气，且其体积为：

0.028g

1.4g/L

×1000ml=20ml，则残余气体中氧气的体积分数为：

20ml

500ml

×100%=4%；
【反思与评价】改进的实验装置，与原来的装置相比较的优点有：
（1）装置简单、紧凑，操作方便，现象明显；
（2）装置中直接有刻度，方便直接读取数据，利于数据比较；（凡是与体积相关的答法均属此列）
（3）避免原装置的导管中存在空气，造成的体积误差；
（4）让磷的燃烧在密闭体系中进行，不污染大气，绿色环保；
（5）避免燃着的红磷在伸进广口瓶的时候造成热空气的散逸，影响实验的科学性；
（任写一个即可）
故答案为：【猜想与假设】
①可能是导管中的气体进入了广口瓶，而原来并没有计算这部分气体的体积；
或②可能是红磷的量不够，导致氧气没有耗尽；
或③可能是红磷熄灭后还没等冷却到室温，就打开了弹簧夹；
或④可能是氧气含量减少到一定程度的时候，红磷就不再燃烧了，使氧气没有耗尽；
（任写一个即可．）
【分析与交流】
酒精中含有碳元素，在燃烧时生成二氧化碳的体积与消耗氧气的体积一致，不会造成气体总体积的减少；
【实验与结论】
（1）将装置如原图所示重新装配，在烧杯中注入足量水，打开弹簧夹；用热毛巾捂住广口瓶，如果看到有气泡冒出；（或加上：撤掉热毛巾后，导管中将倒吸一段水柱）则装置的气密性良好；
（2）有；4；
【反思与评价】
（1）装置简单、紧凑，操作方便，现象明显；
（2）装置中直接有刻度，方便直接读取数据，利于数据比较；（凡是与体积相关的答法均属此列）
（3）避免原装置的导管中存在空气，造成的体积误差；
（4）让磷的燃烧在密闭体系中进行，不污染大气，绿色环保；
（5）避免燃着的红磷在伸进广口瓶的时候造成热空气的散逸，影响实验的科学性；
（任写一个即可）

点评：本考点考查的是空气中氧气含量的探究实验，是中考的主要考点之一．本题根据实验操作图，回忆实验中现象，由实验中的注意事项，对实验结果进行评价，从而理解该实验的探究目的．对实验结果进行评价，是近几年中考的重点之一，要好好把握．