Question

13．为测定空气中氧气的含量，某学生设计了如下一些实验并进行探究．请你参与评价或帮助他分析完成相关问题．
Ⅰ．【探究目的】测定空气中氧气的含量
Ⅱ．【查阅资料】25℃（室温）、101kPa下，100g水可溶解0.1366gCO₂．
二氧化碳能与烧碱（氢氧化钠）反应生成碳酸钠和水
Ⅲ．【提出问题】氧气约占空气体积的多少？
Ⅳ．【猜想假设】若各装置都能将集气瓶中的氧气耗尽、木炭燃烧都转化成CO₂、烧杯中液体都足量，忽略导管中的空气和进入导管中的液体对测量的影响，则集气瓶中吸入液体体积应该约占集气瓶容积的$\frac{1}{5}$．
Ⅴ．【实验探究】

方案	甲	乙	丙	丁
装置
操作	①关闭旋塞；
	②将足量的铜网加热至红热状；	②将足量的红磷点燃；	②将足量的木炭点燃；	②将足量的木炭点燃；
	③立即伸入集气瓶中并塞紧胶塞；④充分反应，待集气瓶中气温冷却至室温后打开旋塞；至烧杯中液面保持不变时记录集气瓶中吸入液体体积约占集气瓶容积几分之几．
记录	约$\frac{1}{5}$	约$\frac{1}{5}$	＜＜$\frac{1}{5}$	约$\frac{1}{5}$
结论	氧气约占空气体积的$\frac{1}{5}$	氧气约占空气体积的$\frac{1}{5}$	空气中氧气的体积含量远小于$\frac{1}{5}$	氧气约占空气体积的$\frac{1}{5}$

Ⅵ．【反思交流】
（1）当集气瓶中气温未冷却至室温即记录集气瓶中吸入液体体积约占集气瓶容积的体积分数为a，当集气瓶中气温冷却至室温后再记录集气瓶中吸入液体体积约占集气瓶容积的体积分数为b，则a＜b（填“＞”或“＜”或“=”）．
（2）丙方案所测数据远小于$\frac{1}{5}$的主要原因是二氧化碳在水中的溶解性小（或消耗氧气，又产生新的二氧化碳气体又没有除去）．
（3）以乙方案为例，试分析在测定过程中，对测定结果带来误差的因素可能有装置气密性差、集气瓶中气温未恢复至室温就读数等．（任答两点）．

Answer 1

分析 本题是测定空气中氧气的含量，我们常用燃烧红磷或白磷的方法，因为磷燃烧生成白色固体五氧化二磷，几乎不占空间，使得内外产生气压差，从而得到正确的结论．因此在选择可燃物时，必须考虑到：燃烧的条件；生成物的状态；不与空气中其他物质发生反应．保证本实验成功的关键是：①装置气密性好；②红磷要足量；③要冷却至室温再读数．据此分析解答有关的问题．

解答 解：Ⅳ、由空气中氧气的含量可知，若各装置都能将集气瓶中的氧气耗尽、木炭燃烧都转化成CO₂、烧杯中液体都足量，忽略导管中的空气和进入导管中的液体对测量的影响，则集气瓶中吸入液体体积应该约占集气瓶容积的$\frac{1}{5}$．
Ⅴ、当瓶内的压强不再改变时，不再到吸入液体，烧杯中液面保持不变．这时可读数；
Ⅵ．（1）当集气瓶内气温未冷却时，瓶内的压强偏高时，进入的液体偏少．所以，a＜b；
（2）丙方案所测数据远小于$\frac{1}{5}$的主要原因是：反应产生的CO₂气体在水中的溶解度不大；
（3）在测定过程中，对测定结果带来误差的因素可能有：装置气密性差、集气瓶中气温未恢复至室温就读数、可燃物红磷、木炭的量偏少等．
故答案为：Ⅳ.$\frac{1}{5}$；Ⅴ．保持不变；Ⅵ．（1）＜；（2）二氧化碳在水中的溶解性小（或消耗氧气，又产生新的二氧化碳气体又没有除去）；（3）装置气密性差、集气瓶中气温未恢复至室温就读数等．

点评 本题主要考查测定空气中氧气的含量的实验，理解实验的原理是解答本题的关键，增加了学生分析问题的思维跨度，强调了学生整合知识的能力．