Question

某校初三研究性學習小組為探究空氣中氧氣的體積分數(shù)，設計了如下圖所示的裝置，其中A是帶刻度的容積為700mL的圓筒狀玻璃反應器． B是敞口玻璃瓶．C是連通A，B的橡皮管．D是密封蓋 （其他輔助裝置略）．
他們的操作過程如下：
惰性電熱板
a．檢查裝置的氣密性；
b．在B中加入水，并調(diào)整B的高度，使A中的液面至刻度500mL處；
c．將一定量的白磷平鋪在惰性電熱板上，蓋緊密封蓋D；
d．通電加熱白磷．待充分反應后，調(diào)整B的高度使容器A、B中的液面保持水平，記錄A中氣體體積為420mL （注：A容器內(nèi)固態(tài)物質(zhì)所占的體積忽略不計）．
（1）當操作d結(jié)束時，裝置A中液面的刻度約為420mL．本次實驗測得氧氣在空氣中的體積分數(shù)為

 

；請你說出產(chǎn)生誤差的一個原因

 

．
（2）測定空氣中氧氣的體積分數(shù)時，通常選用紅磷或者白磷，而不用木炭．請你說說不用木炭的理由

 

．
（3）該小組中有同學提出：如果用木炭代替白磷也能測定空氣中氧氣的體積分數(shù)，只要將水換成一種溶液，則該溶液是

 

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)紅磷消耗的氧氣的體積計算氧氣在空氣中的體積分數(shù)，氧氣少于空氣體積的20%的原因可以從裝置漏氣，紅磷量少，裝置未冷卻到室溫方面考慮；
（2）根據(jù)木炭燃燒生成物的狀態(tài)分析；
（3）根據(jù)二氧化碳能與堿溶液反應的性質(zhì)解答．

解答：解：（1）本次實驗測得氧氣在空氣中的體積分數(shù)為

500-420

500

×100%=16%＜20%，產(chǎn)生誤差的原因可能是：裝置漏氣，白磷太少；未冷卻到室溫就讀數(shù)等．
（2）測定空氣中氧氣的體積分數(shù)時，通常選用紅磷或者白磷，而不用木炭．原因是木炭燃燒生成二氧化碳氣體，不能保證被水完全吸收，會達不到實驗目的．
（3）二氧化碳能與堿溶液反應，即堿溶液能吸收大量的二氧化碳，故可選用氫氧化鈉等堿溶液來代替水．
故答案為：（1）16%；   白磷太少；未冷卻到室溫就讀數(shù)等
（2）木炭燃燒生成二氧化碳氣體，不能保證被水完全吸收
（3）氫氧化鈉溶液或者其他堿溶液

點評：此題在用紅磷和集氣瓶測定氧氣在空氣中體積分數(shù)的實驗的基礎上做了改進，但反應原理是相同的，同學們可參照原來的實驗進行解答此題．