Question

16．竹西中学的校训是“做竹子一样的人”，校园里处处可见葱郁的竹子．深受我校竹文化的熏陶，化学兴趣小组的同学对竹的“虚心，有节”产生了浓厚的兴趣，并对竹子中气体的成分展开了探究．
准备活动：收集竹子中的气体．
先将竹子浸在水里，钻个小孔，看到一串串气泡冒出，然后采用排水法收集到了几瓶（瓶子容积均为200mL）气体．
探究活动一：小明同学按下图装置探究瓶中氧气的体积分数．
【查阅资料】红磷的着火点为240℃，白磷的着火点为40℃．（着火点：物质燃烧需要达到的最低温度）
【设计实验】同学们设计了如图甲所示的方案一和方案二来测定氧气含量．
【进行实验】按上述两个方案进行多次实验．
①写出红磷燃烧的化学式表达式4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₅；
②实验结束时，冷却到室温，松开止水夹，结果流入集气瓶的水为20mL，说明竹子里气体中氧气的体积分数比空气中氧气的体积分数小（填“大”或“小”）．
【反思与评价】
①实验中磷的量应为足量，原因是让空气中的氧气充分反应；
②两个方案的实验测定结果不同，测定结果比较准确的是方案方案二，原因是气密性好．
探究活动二：小兰同学探究收集的竹子里的气体中是否含有二氧化碳．
①用化学式表达式表示检验二氧化碳的原理CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；
②操作：向一瓶气体中倒入少量澄清石灰水，振荡；
③实验现象：澄清石灰水变浑浊；
④结论：竹子里的气体中有二氧化碳．
探究活动三：小立同学探究竹子里的气体中二氧化碳的体积分数，他用一瓶气体按图乙装置组装并测定．
①液体C是浓度较大的氢氧化钠溶液，可以较好的吸收CO₂，图中用来滴加氢氧化钠溶液的仪器名称是胶头滴管；
②实验结束时，松开止水夹，结果流入B瓶的水为6mL，竹子里的气体中二氧化碳的体积分数约为3%．
③小组同学查阅资料发现，小立测定的结果明显小于真实的竹子里气体二氧化碳的体积分数，并指出“偏小”与前面的准备活动有关，你分析小立测定“偏小”的原因可能是实验时有部分二氧化碳溶于烧杯内水中．

Answer 1

分析 探究活动一：【进行实验】①根据燃烧的定义、红磷的成分、质量守恒定律回答．
②根据空气中氧气含量的测定原理及瓶子容积均为200mL，而实验结束时，冷却到室温，松开止水夹，结果流入A瓶的水为20mL回答．
【反思与评价】
本题是测定氧气在空气中的体积分数的实验探究，要把空气中的氧气消耗掉，在本实验中用的是红磷和白磷，方案二中白磷的着火点比较低，装置设计的也比较好，操作简单，并且试管内的空气也不会逸散出来，比较严密．要使本实验成功，必须注意以下几点：①装置的气密性好；②磷足量；③必须冷却到室温再读数．
探究活动二：①根据检验二氧化碳的反应原理回答．
③根据二氧化碳与石灰水反应的产物及现象回答．
探究活动三：①根据仪器的用途回答．
②根据瓶的容积和进入水的体积计算．
③根据二氧化碳的性质回答，二氧化碳可能溶解于水或通过反应消耗

解答 解：探究活动二：【进行实验】①燃烧是可燃物与氧气反应，条件是点燃，红磷由磷元素组成，燃烧产物为五氧化二磷，故方程式为：4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₅．故答案为：4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₅．
②红磷燃烧消耗了瓶内空气中的氧气，同时没有生成新气体，装置冷却后由于氧气的消耗使瓶内压强减小，水被吸入瓶内，进入水的体积就是消耗的氧气的体积，瓶子容积均为200mL，而实验结束时，冷却到室温，松开止水夹，结果流入A瓶的水为20mL，则气体中氧气的体积约占十分之一，而空气中氧气的体积约占五分之一，所以竹子里的气体中氧气的体积分数比空气中的氧气体积分数小．故答案为：小；
【反思与评价】
①实验中磷的量应为足量，原因是让空气中的氧气充分反应，故答案为：让空气中的氧气充分反应
②方案二中白磷的着火点比较低，装置设计的也比较好，操作简单，并且试管内的空气也不会逸散出来，比较严密，故答案为：方案二；气密性好；
探究活动二：①检验二氧化碳用澄清的石灰水，石灰水的主要成分是氢氧化钙，它能与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水，方程式为：CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O．故答案为：CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O．
③石灰水的主要成分是氢氧化钙，它能与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水，所以现象是澄清石灰水变浑浊．故答案为：澄清石灰水变浑浊．
探究活动三：①用来滴加氢氧化钠溶液的仪器名称是胶头滴管．故答案为：胶头滴管．
②瓶子容积均为200mL，实验结束时，松开止水夹，结果流入B瓶的水为6mL，竹子里的气体二氧化碳的提积分数约为$\frac{6mL}{200mL}$×100%=3%．故答案为：3%．
③测定的结果明显小于真实的二氧化碳的体积分数，是由于二氧化碳被其它物质吸收了，可能原因是：探究活动三用的瓶中加入的澄清石灰水消耗一部分二氧化碳，或实验时有部分二氧化碳溶于烧杯中的水里．故答案为：实验时有部分二氧化碳溶于烧杯内水中或探究活动三中用的瓶内加入的澄清石灰水消耗一部分二氧化碳．

点评 空气是人类宝贵的自然资源，在中考中占有重要的地位，主要考查空气的组成、空气中氧气含量的测定、空气的用途、空气的污染及防治等，理解空气中氧气含量测定实验的原理是解题的关键．