Question

17．某化學興趣小組的同學對空氣中氧氣含量的測定實驗進行探究．
（1）如圖1所示裝置和藥品進行實驗，冷卻至室溫后打開止水夾，可觀察到的現象是：水倒流入容器約容器容積的$\frac{1}{5}$．若觀察到結果小于預期值，則可能是因為①④⑥（填序號）．
①紅磷不足量   ②實驗前集氣瓶內未留少量水   ③點燃紅磷后緩慢塞緊膠塞
④未冷卻到室溫打開止水夾   ⑤止水夾沒夾緊   ⑥裝置氣密性不好
（2）小組內同學反思實驗的探究過程后認為：用燃燒法測定空氣中氧氣含量的實驗時，要求反應物在空氣中只能與氧氣反應且生成物的狀態(tài)應該為固態(tài)或液態(tài)．

（3）小組內同學還對該實驗進行了如圖2所示的改進．（已知試管容積為45mL）
請結合實驗目的，在以下的操作中排出正確的實驗操作順序③①②④（填序號）．
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，并按上圖中所示的鏈接方式固定好，再將彈簧夾緊橡皮管．
④讀取注射器活塞的數據．
最終注射器活塞將從10mL刻度處慢慢前移到約為1mL刻度處才停止．

Answer 1

分析 本題考查的內容有常規(guī)性的實驗現象的描述，實驗誤差分析，在此基礎上加大了深度，分析木炭能否代替紅磷以及鎂帶代替紅磷燃燒產生的截然相反地誤差的原因，這要求學生要從瓶內壓強的變化去分析．對于用注射器改進后的儀器其刻度更容易讀取，計算部分要注意被反應消耗掉的是試管內的氧氣，不包含注射器內的部分．

解答 解：（1）紅磷燃燒產生大量白煙，同時釋放出大量的熱，燃燒消耗氧氣，使裝置內的氣壓變小，因此待裝置冷卻到室溫打開止水夾，水倒流至瓶中約1/5 處；由分析可知，造成測得的氧氣體積分數小于1/5結果的可能原因：紅磷的量不足；裝置漏氣（如塞子未塞緊、燃燒匙與橡皮塞之間有縫隙等），使外界空氣進入瓶內；未冷卻至室溫就打開彈簧夾，使進入瓶內的水的體積減少等；實驗前集氣瓶內未留少量水可能會造成集氣瓶炸裂；點燃紅磷后緩慢塞緊膠塞；止水夾沒夾緊可能造成氣體外逸，造成測得的氧氣體積分數大于1/5；
（2）用燃燒法測定空氣中氧氣含量的實驗時，在藥品的選擇或生成物的選擇上要考慮物質在空氣中能否燃燒以及燃燒后生成物的狀態(tài)等．所以加入的物質需要滿足能夠消耗了密閉容器內的氧氣，而不產生新的氣體等；
（3）根據操作及實驗目的可以確定實驗順序為：③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2中所示的連接方式固定好，再將彈簧夾緊橡皮管；①點燃酒精燈；②撤去酒精燈，待試管冷卻后松開彈簧夾；④讀取注射器活塞的數據；對應用注射器進行的實驗改進，相對先前的實驗，數據更容易獲取，因為注射器有精確的刻度．計算部分要注意反應消耗掉的是試管內的氧氣，不包含注射器內的部分，所以消耗氧氣是45的1/5，即9mL，所以注射器活塞應該向左滑動到“1”；
故答案為：
（1）水倒流入容器約容器容積的$\frac{1}{5}$；①④⑥；
（2）固態(tài)或液態(tài)；
（3）③①②④；1．

點評 注意尤其是注射器類似的本身內部有氣體的可能的干擾就是要強調對題意的準確把握對實驗的改進從不同行角度分析評價時，要從題目本身的而分析角度來進行，而不是先分析后解答具體的問題，即分析要有針對性．