Question

13．某校研究性学习小组的同学运用所学的化学实验知识进行探究．
甲组同学对教材中“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A、B仪器的名称：A集气瓶；      B烧杯；
（2）图I实验红磷的量必须充足的目的是尽可能完全消耗装置内的氧气，使结果更准确，实验中发现打开弹簧夹进入集气瓶中水的体积小于其体积的五分之一，原因可能是装置气密性不好，没有等到温度降到常温就读数．（回答两点即可）
（3）图Ⅰ实验红磷不能（填“能”或“不能”）用木炭代替，理由是木炭燃烧生成气体，不会产生明显的压强差．
（4）图Ⅱ实验的操作步骤如下：a．点燃酒精灯；b．撤去酒精灯，待试管冷却后松开弹簧夹；
c．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；d．读取注射器活塞的数据．
你认为正确的实验操作顺序是cabd．
（5）图Ⅱ实验中，注射器活塞将从10mL刻度处慢慢前移到约为1 mL刻度处才停止．
（6）对照图Ⅱ实验，你认为图I实验有何不足之处？不便于读数（回答一点即可）．

Answer 1

分析 实验的改进要结合原有实验的缺陷进行，也就是改进一定是突破原有实验的不足．教材中红磷燃烧法测定空气中氧气的体积分数，装置气密性尝尝影响实验结果，同时由于是粗略将集气瓶分成五等分，所以读数也很容易产生误差，同时右侧的导气管的长度和粗度也都影响进入水的体积．所以在改进中可以突破以上几个因素．
第二个实验，采用了由刻度的注射器，利用精确读数，同时不再利用压强差原理挤压液体进入，减少了误差．
空气成分测定中所选药品一般需要满足：能够只和空气的氧气反应，且本身不是气体，生成物也不是气体．

解答 解：
（1）A是 集气瓶，常用于收集气体，也可以用作反应器；
B为 烧杯，用于盛放液体或者配制溶液；
（2）图I实验红磷的量必须充足的目的是 尽可能完全消耗装置内的氧气，使结果更准确，实验中发现打开弹簧夹进入集气瓶中水的体积小于其体积的五分之一，原因可能是 装置气密性不好，没有等到温度降到常温就读数．（回答两点即可）
（3）在空气成分测定中，选用的物质需要满足能和空气中的氧气反应，本身不是气体，对应生成物也不是气体．由于木炭燃烧生成气体，不会产生明显的压强差，所以不能用木炭代替红磷．
（4）实验过程中应该加入药品，然后点燃酒精灯，然后在充分反应后撤去酒精灯，恢复到室温后松开弹簧夹，然后读数．所以正确的顺序为：cabd．
（5）图Ⅱ实验中，由于只是消耗试管内的氧气，而试管的容积为45mL，所以总体积只是减少了9mL，所以注射器活塞将从10mL刻度处慢慢前移到约为 1mL刻度处才停止．
（6）对照图Ⅱ实验，图I实验，不便于读数，使用过长导管误差大等（合理即可）．
故答案为：
（1）集气瓶；  烧杯；
（2）尽可能完全消耗装置内的氧气，使结果更准确；装置气密性不好，没有等到温度降到常温就读数．
（3）不能；木炭燃烧生成气体，不会产生明显的压强差．
（4）cabd．
（5）1．
（6）不便于读数等（合理即可）．

点评 实验改进要结合原有实验的不足，在分析时要将两者进行对比，找到改进的出发点．