题目内容

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45mL的18×180mm的试管作反应容器）实验方案进行，收到了良好的效果．请你对比分析下面图I、图Ⅱ实验，回答下列有关问题：

（1）指出实验中仪器的名称A集气瓶，B烧杯．
（2）图I实验，观察到燃烧的主要现象是产生黄白色火焰，产生大量白烟，放出热量；红磷燃烧了一段时间后，自动熄灭了，原因可能是集气瓶内的氧气已消耗完．此时集气瓶内剩下的气体主要是氮气．
（3）发生反应的文字表达式为红磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷．
（4）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③①②④ （填序号）．
（5）图Ⅱ实验中，注射器活塞将从10mL刻度处慢慢前移到约为1mL刻度处才停止．通过图Ⅰ和图Ⅱ实验可以得出：空气中氧气的体积分数约占空气总体积的五分之一．除此之外还能得出剩余气体难溶于水不燃烧也不支持燃烧的化学性质的结论．
（6）对照图Ⅱ实验，你认为图I实验有何不足之处？（答一点）易造成实验误差．

分析 （1）依据仪器的认识解决；
（2）考虑红磷燃烧的现象；考虑红磷燃烧一段时间后，自动熄灭了，说明氧气已经充分反应了；
（3）根据磷燃烧的条件及产物结合质量守恒定律解决；
（4）按仪器的组装→实验的进行→结论的形成分析排列；
（5）主要是根据氧气在空气中的含量计算分析；
（6）主要从环境的保护实验的误差等方面分析解答；

解答 解：（1）依据常见仪器的认识可知仪器A是集气瓶；B为烧杯；
（2）图I实验，观察到燃烧的主要现象是 红磷燃烧产生黄白色火焰，产生大量白烟，放出热量；冷却后，松开止水夹，烧杯里的水倒吸到集气瓶中，集气瓶中的水约占集气瓶容积的20%；红磷燃烧了一段时间后，自动熄灭了，原因可能是 集气瓶内的氧气已消耗完．此时集气瓶内剩下的气体主要是氮气；
（3）该反应由磷与氧气在点燃条件下反应生成五氧化二磷，故发生反应的文字表达式为红磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷；
（3）从仪器的组装实验的进行以及结论的形成等环节可知：图Ⅱ实验正确的实验操作顺序应是：③①②④．
（4）因为氧气约占空气体积的 $\frac{1}{5}$，而试管的容积是45mL，当其内氧气被耗尽时气体减少的体积为：45mL×$\frac{1}{5}$，所以活塞所处的刻度值为10mL-45mL×$\frac{1}{5}$=1mL
（5）对照图I实验，图Ⅱ实验具有以下优点：减少实验误差，节省燃料，不污染环境，便于读数．
故答案为：
（1）集气瓶；烧杯；（2）产生黄白色火焰，产生大量白烟，放出热量；集气瓶内的氧气已消耗完；氮气；
（3）红磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷；（4）③①②④；  （5）1；（6）易造成实验误差（或污染环境）

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．

练习册系列答案
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