Question

甲同学用如图所示的装置测定空气中氧气的体积分数．方按如下：在燃烧匙中盛入红磷，点燃后立即插入集气瓶内，塞紧橡皮塞，待红磷火焰熄灭，集气瓶冷却至室温，打开止水夹．

（1）待冷却后打开止水夹，观察到的现象是   实验后发现测定的氧气的体积分数低于21%，可能是由哪几种原因引起的？

A   B  

（2）乙同学也设计了一个实验方案，装置和操作同上，只不过将红磷换成木炭，该实验能否获得成功？否（填“能”或“否”）理由是：     ．

（3）若仍然用木炭代替红磷，应如何改进，才能保证试验成功     ．

Answer 1

【考点】空气组成的测定．

【专题】空气与水．

【分析】根据测定空气中氧气的体积分数的实验原理、装置的特点、实验注意事项等分析误差：要考虑药品的量可能不足造成没有将氧气完全消耗，同时要考虑装置在药品的足够的情况下因为气密性不好，导致液体不能等体积进入而引起结果偏低以及温度对实验结果的影响．根据红磷燃烧的生成物来推测现象；根据磷燃烧消耗氧气使瓶内压强减小进一步分析出现的现象并得出结论．根据碳与氧气反应生成二氧化碳来考虑本题，为了保证实验结果，就要把生成的气体吸收，吸收二氧化碳就要用氢氧化钠溶液．

【解答】解：（1）磷燃烧消耗氧气使瓶内压强减小，在外界大气压的作用下水沿着导管被压入集气瓶内，并进入集气瓶容积的五分之一；测定空气中氧气含量的实验中，气体减少的体积小于21%的可能原因：①红磷的量不足，瓶内氧气没有耗尽；②装置漏气（如塞子未塞紧、燃烧匙与橡皮塞之间有缝隙等）；③未冷却至室温就打开弹簧夹，使进入瓶内的水的体积减少等；故填：水沿着导管被压入集气瓶内，并进入集气瓶容积的五分之一；装置气密性不好或没有冷却，就打开止水夹；

（2）木炭燃烧生成的二氧化碳与消耗的氧气的体积相等，燃烧前后集气瓶内的压强不变，所以当木炭停止燃烧，集气瓶冷却至室温，打开铁夹后，水不能进入集气瓶；故填：否，木炭燃烧生成的二氧化碳与消耗的氧气的体积相等，燃烧前后集气瓶内的压强不变．

（3）为了保证实验结果，就要把生成的气体吸收，吸收二氧化碳就要用氢氧化钠溶液，故可以在瓶壁上预先淌一层氢氧化钠溶液．

故填：在集气瓶内壁上预先淌一层氢氧化钠溶液或在瓶塞上插入吸有NaOH溶液的胶头滴管在打开铁夹前，将胶头滴管中的NaOH溶液注入集气瓶中．

【点评】本题考查的是空气中氧气含量的探究实验，在中考中占有重要的地位，要注意测定原理、实验关键、现象和结论、装置的评价和改进等内容的考查．