Question

7．甲同學(xué)用如圖所示的裝置測定空氣中氧氣的體積分數(shù)．方按如下：在燃燒匙中盛入紅磷，點燃后立即插入集氣瓶內(nèi)，塞緊橡皮塞，待紅磷火焰熄滅，集氣瓶冷卻至室溫，打開止水夾．
（1）待冷卻后打開止水夾，觀察到的現(xiàn)象是水沿著導(dǎo)管被壓入集氣瓶內(nèi)，并進入集氣瓶容積的五分之一，實驗后發(fā)現(xiàn)測定的氧氣的體積分數(shù)低于21%，可能是由哪幾種原因引起的？
A裝置氣密性不好，B沒有冷卻，就打開止水夾．
（2）乙同學(xué)也設(shè)計了一個實驗方案，裝置和操作同上，只不過將紅磷換成木炭，該實驗?zāi)芊瘾@得成功？否（填“能”或“否”）理由是：木炭燃燒生成的二氧化碳與消耗的氧氣的體積相等，燃燒前后集氣瓶內(nèi)的壓強不變．
（3）若仍然用木炭代替紅磷，應(yīng)如何改進，才能保證試驗成功在集氣瓶內(nèi)壁上預(yù)先淌一層氫氧化鈉溶液或在瓶塞上插入吸有NaOH溶液的膠頭滴管在打開鐵夾前，將膠頭滴管中的NaOH溶液注入集氣瓶中．

Answer 1

分析 根據(jù)測定空氣中氧氣的體積分數(shù)的實驗原理、裝置的特點、實驗注意事項等分析誤差：要考慮藥品的量可能不足造成沒有將氧氣完全消耗，同時要考慮裝置在藥品的足夠的情況下因為氣密性不好，導(dǎo)致液體不能等體積進入而引起結(jié)果偏低以及溫度對實驗結(jié)果的影響．根據(jù)紅磷燃燒的生成物來推測現(xiàn)象；根據(jù)磷燃燒消耗氧氣使瓶內(nèi)壓強減小進一步分析出現(xiàn)的現(xiàn)象并得出結(jié)論．根據(jù)碳與氧氣反應(yīng)生成二氧化碳來考慮本題，為了保證實驗結(jié)果，就要把生成的氣體吸收，吸收二氧化碳就要用氫氧化鈉溶液．

解答 解：（1）磷燃燒消耗氧氣使瓶內(nèi)壓強減小，在外界大氣壓的作用下水沿著導(dǎo)管被壓入集氣瓶內(nèi)，并進入集氣瓶容積的五分之一；測定空氣中氧氣含量的實驗中，氣體減少的體積小于21%的可能原因：①紅磷的量不足，瓶內(nèi)氧氣沒有耗盡；②裝置漏氣（如塞子未塞緊、燃燒匙與橡皮塞之間有縫隙等）；③未冷卻至室溫就打開彈簧夾，使進入瓶內(nèi)的水的體積減少等；故填：水沿著導(dǎo)管被壓入集氣瓶內(nèi)，并進入集氣瓶容積的五分之一；裝置氣密性不好或沒有冷卻，就打開止水夾；
（2）木炭燃燒生成的二氧化碳與消耗的氧氣的體積相等，燃燒前后集氣瓶內(nèi)的壓強不變，所以當(dāng)木炭停止燃燒，集氣瓶冷卻至室溫，打開鐵夾后，水不能進入集氣瓶；故填：否，木炭燃燒生成的二氧化碳與消耗的氧氣的體積相等，燃燒前后集氣瓶內(nèi)的壓強不變．
（3）為了保證實驗結(jié)果，就要把生成的氣體吸收，吸收二氧化碳就要用氫氧化鈉溶液，故可以在瓶壁上預(yù)先淌一層氫氧化鈉溶液．
故填：在集氣瓶內(nèi)壁上預(yù)先淌一層氫氧化鈉溶液或在瓶塞上插入吸有NaOH溶液的膠頭滴管在打開鐵夾前，將膠頭滴管中的NaOH溶液注入集氣瓶中．

點評 本題考查的是空氣中氧氣含量的探究實驗，在中考中占有重要的地位，要注意測定原理、實驗關(guān)鍵、現(xiàn)象和結(jié)論、裝置的評價和改進等內(nèi)容的考查．