Question

14．某化学兴趣小组对教材中“测定空气里氧气含量”的实验（见图Ⅰ）进行了大胆改进，设计图Ⅱ（选用容积为30mL的试管作反应容器）实验方案进行，收到了良好的效果．请你对比分析图Ⅰ、图Ⅱ实验，回答下列有关问题．

（1）指出实验中A、B仪器的名称：A集气瓶、B烧杯．
（2）图Ⅰ实验中发生反应的文字表达式为磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷．
（3）图Ⅱ实验的操作步骤如下：
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，将注射器活塞前沿置于15mL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读取注射器活活塞所对应的数据．
你认为正确的实验操作顺序是③①②④（填序号）．
（4）图Ⅱ实验中，注射器活塞前沿将从15mL刻度处慢慢前移到约为9mL刻度处才停止．
（5）按图Ⅱ实验若不使用弹簧夹，用酒精灯加热红磷，充分反应直至燃烧结束，试管冷却．可观察到白磷燃烧，产生白烟，活塞先向右移动，最终稳定在约6mL的刻度线上．
（6）对照图Ⅱ实验，你认为图Ⅰ实验有何不足之处？（回答一点即可）

Answer 1

分析 （1）根据常见仪器的名称回答；
（2）根据红磷燃烧的现象分析解答；
（3）按仪器的组装→实验的进行→结论的形成分析排列；
（4）根据空气中氧气的体积分数及反应器的容积分析；
（5）根据空气中氧气的体积分数及反应器的容积分析；
（6）根据信息主要从环境的保护、实验的误差等方面分析解答．

解答 解：（1）A是集气瓶，B是烧杯；
（2）红磷燃烧产生大量白烟，文字表达式为：磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷；
（3）图Ⅱ实验的操作步骤如下：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，再将弹簧夹紧橡皮管．④读取注射器活塞的数据．故图Ⅱ实验中正确的实验操作顺序是③①②④．
（4）由于空气中氧气的体积分数约为的$\frac{1}{5}$，红磷燃烧消耗了容积为30mL的试管内空气的$\frac{1}{5}$，也就是6mL（即30mL×$\frac{1}{5}$）；所以活塞所处的刻度值为15mL-6mL=9mL；
（5）不使用弹簧夹，用酒精灯加热白磷，白磷实际消耗掉的是试管30mL和注射器内15mL的氧气为（30mL+15mL）×$\frac{1}{5}$=9mL，所以活塞应停在15mL-9mL=6mL的刻度处；
（6）对照图I实验，图Ⅱ实验具有以下优点：装置始终密闭，减少实验误差，节省燃料，不污染环境，便于读数等，因此图I的缺点是：易造成实验误差（或污染环境）；
故答案为：
（1）A集气瓶；B烧杯．
（2）磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷．
（3）③①②④；
（4）9；
（5）白磷燃烧，产生白烟，活塞先向右移动，最终稳定在约6mL的刻度线上
（6）燃烧产物逸散，污染空气；实验结果不够准确；装置气密性没有 II好．

点评 此题是关于对空气中氧气含量的实验考查，解题的关键是了解空气中氧气的含量以及相关的实验要求，属于开放型实验分析题，熟练掌握测定的原理、实验的注意事项、实验的现象等是解题的关键．