Question

【題目】某化學興趣小組對教材中“測定空氣里氧氣含量”的實驗（如圖I）進行了大膽改進（如圖Ⅱ），選用容積為30mL的18×180mm的試管作反應容器進行實驗，收到了良好的效果。請你對比分析圖I、圖Ⅱ的實驗，回答下列有關問題：

（1）圖I實驗中實驗現象為：實驗開始時_____；冷卻后，打開止水夾。

（2）某同學用圖I裝置進行驗證，實驗后發現氣體減少的體積小于，請你幫助這位同學找出兩種可能造成這樣結果的原因：①_____；②_____。

（3）圖Ⅱ實驗的操作步驟如下：

①點燃酒精燈。

②撤去酒精燈，待試管冷卻后松開彈簧夾。

③將足量紅磷平裝入試管中，將注射器活塞置于10mL刻度處，并按圖Ⅱ中所示的連接方式固定好，再將彈簧夾夾緊橡皮管。

④讀取注射器活塞的數據。你認為正確的實驗操作順序是_____（填序號）。

（4）圖Ⅱ實驗中，注射器活塞將從10mL刻度處慢慢前移到約為_____mL刻度處才停止。若上述步驟③中，未用彈簧夾夾緊橡皮管，其他步驟不變，則實驗過程中注射器的活塞將先向_____（填“左”或“右”移動，后向_____（填“左”或“右”）移動，最終活塞停在_____mL刻度處。

Answer 1

【答案】紅磷燃燒產生大量白煙，放出大量的熱 紅磷量不足， 氣密性不好（或沒有冷卻至室溫就打開止水夾） ③①②④ 4 右 左 2

【解析】

（1）紅磷燃燒冒出大量的白煙，放出熱量，冷卻后，打開止水夾，發現燒杯中的水進入集氣瓶，且進入的水的體積約占集氣瓶容積的五分之一；

（2）在測定空氣中氧氣的體積分數時：裝置的氣密性要好；為了要耗盡瓶中的氧氣，紅磷必須是足量；氣體的體積受到溫度的影響，要等到裝置冷卻至室溫，再打開了彈簧夾等。實驗后發現氣體減少的體積小于，這位同學找出兩種可能造成這樣結果的原因：紅磷量不足，氣密性不好（或沒有冷卻至室溫就打開止水夾）（答案合理即可）；

（3）圖Ⅱ實驗正確的實驗操作順序是：將少量紅磷平裝入試管中，將20mL的注射器活塞置于10mL刻度處，并按圖1中所示的連接方式固定好，再將彈簧夾緊橡皮管；點燃酒精燈；撤去酒精燈，待試管冷卻后松開彈簧夾；讀取注射器活塞的數據；故填：③①②④；

（4）由于紅磷燃燒消耗了容積為30mL的試管內空氣的五分之一，也就是6mL，所以活塞所處的刻度值為10mL-6mL=4mL；若上述步驟③中，未用彈簧夾夾緊橡皮管，其他步驟不變，由于氣體受熱膨脹，則實驗過程中注射器的活塞將先向右移動，后向左移動，這時消耗的氧氣體積=（30mL+10mL）×=8mL，注射器內剩余氣體的體積為：10mL-8mL=2mL，所以注射器停留的刻度為2mL。