Question

6．在“空气中氧气含量的测定”实验探究中，A同学设计了如下实验方案：
在燃烧匙内盛过量红磷，点燃后立即插入125mL  集气瓶内，立即塞紧橡皮塞，待红磷火焰熄灭，集气瓶冷却至室温，再打开止水夹，水倒流注入集气瓶．（实验装置如图甲所示）回答下列问题：
（1）实验过程中，观察到的主要现象是冒出大量的白烟，有约25mL水流入集气瓶中．
反应的表达式是4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₅，若装置漏气结果偏小（大或小）．
（2）B同学用上述实验装置测定的结果是：空气中氧气含量与正常值有较明显的偏差，其操作上的原因可能是（要求答出两种）：红磷量不足、没有冷却到室温再读数．
（3）C同学也设计了一个实验方案，装置和操作同上，用木炭代替了红磷．当木炭停止燃烧，集气瓶冷却至室温，打开铁夹后，水能否进入集气瓶？为什么？【已知：木炭在空气中燃烧生成气体】
答：否，原因是碳与氧气反应生成了二氧化碳气体，没有产生压强差．
（4）某同学对上述实验又进行了大胆改进，设计如右乙图（选用容积为35mL的试管作反应容器）实验方案进行，收到了良好的效果． 实验的操作步骤如下：
①撤去酒精灯，待试管冷却到室温后．     ②点燃酒精灯．③将足量红磷平装入试管中，将20mL  的注射器活塞置于10mL 刻度处，并按图中所示的连接方式固定好，再将弹簧夹松开橡皮管．      ④读取并记录注射器活塞的数据．
你认为正确的实验操作顺序是③②①④（填序号）．实验中，可以观察到：红磷燃烧时，注射器活塞先向右（左或右）移动，冷却过程中活塞会将向左（左或右）慢慢移到约为1 mL刻度处才停止．
（5）对比上述两实验，你认为具有：实验数据精确又比较环保的优点是Ⅱ图．

Answer 1

分析 （1）红磷在空气中能够剧烈地燃烧，放出大量的热，产生大量的白烟；
（2）红磷不足、装置漏气、点燃后没有迅速伸入集气瓶并塞紧橡皮塞、没有冷却到室温就打开弹簧夹等都可以使测定的结果不准确；
（3）用木炭代替了红磷，水不会进入集气瓶，因为碳与氧气反应生成了二氧化碳气体，内外没有产生压强差；
（4）根据实验现象可以判断解答；
（5）根据装置特点分析解答．

解答 解：（1）红磷燃烧的现象是：发黄光、放热、冒出大量的白烟；实验结束后，打开铁夹，水倒吸进入集气瓶，约占集气瓶容积的125mL×$\frac{1}{5}$=25mL；反应的方程式为：4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₅；如果装置漏气，会导致进入集气瓶中的水不到集气瓶容积的五分之一，从而导致测定结果偏低；
（2）保证本实验成功的关键是：装置气密性要好；红磷要足量；要冷却到室温再读数．故答案为：装置气密性不好；红磷量不足；
（3）用木炭代替了红磷，水不会进入集气瓶，因为碳与氧气反应生成了二氧化碳气体，内外没有产生压强差．故答案为：不会；碳与氧气反应生成了二氧化碳气体，没有产生压强差；
（4）图Ⅱ实验正确的实验操作顺序是：③②①④；实验中，可以观察到：红磷燃烧时，注射器活塞先向右移动，冷却过程中活塞会将向左慢慢移到；由于红磷燃烧消耗了容积为45mL的18×180mm的试管内空气的五分之一，也就是9mL，所以活塞所处的刻度值为10mL-9mL=1mL；
（5）图Ⅱ实验中反应始终在密闭容器中，防止生成的五氧化二磷污染空气，测量结果更准确．对照图Ⅱ实验，图I实验的不足之处是：实验误差较大、污染环境、不便于读数等．
答案：
（1）冒出大量的白烟；25；4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₅；偏小；
（2）红磷量不足；没有冷却到室温再读数；
（3）否；碳与氧气反应生成了二氧化碳气体，没有产生压强差；
（4）③②①④；右；左；1；
（5）反应始终在密闭容器中，防止生成的五氧化二磷污染空气，测量结果更准确

点评 本考点考查的是空气中氧气含量的探究实验，根据实验操作图，回忆实验中现象，由实验中的注意事项，对实验结果进行评价，从而理解该实验的探究目的．对实验结果进行评价，是近几年中考的重点之一，要好好把握．