Question

某校化学兴趣小组的同学按照课本装置（如图1）做“测定空气里氧气的含量”实验．他们将燃烧匙内的红磷点

某校化学兴趣小组的同学按照课本装置（如图1）做“测定空气里氧气的含量”实验．他们将燃烧匙内的红磷点燃后，立即伸入广口瓶中并把塞子塞紧，待红磷熄灭和冷却后，打开弹簧夹，观察集气瓶中水面变化，发现气体减少的体积小于1/5．这是什么原因呢？兴趣小组的四位同学就该现象做了如下探究．请你参与他们的探究，并回答有关问题：【提出问题】造成这个结果的原因是什么？如何改进？【猜想和假设】排除了属于偶然现象的原因之后，其中三位同学对原因做了如图2的猜想：对于这一现象的原因，你还能做出怎样的猜想？请写出你的一个合理猜想：______．【分析与交流】对小周的猜想，大家一致认为小周的猜想不合理，并认为这样做的结果将使误差更大，原因是：______．【实验与结论】（1）小吴决定使用原装置重做实验，并在实验前重新检验了装置的气密性．小吴检验气密性的正确方法是：______．（2）为了验证小施的猜想，同学们将500mL的残余气体与足量灼热的铜粉充分反应，结果发现铜粉增重0.028g．（为避免残余气体中CO2及水蒸气可能造成的干扰，在实验前已将它们除去）由上述实验事实可知，残余气体中______氧气（填“有”或“没有”，如果选“没有”，后一个空填“0”）；残余气体中氧气的体积占______%（已知该条件下氧气的密度为1.4g/L）．【反思与评价】针对课本实验装置和操作的不足，小沈同学经过认真思考，改进并设计了如图3实验装置，与原来的装置相比较，请你说出新装置的两个优点：（1）______；（2）______．

Answer 1

【猜想和假设】从导致该实验值偏小的原因猜想，如：①可能是导管中的气体进入了广口瓶，而原来并没有计算这部分气体的体积；或②可能是红磷的量不够，导致氧气没有耗尽；或③可能是红磷熄灭后还没等冷却到室温，就打开了弹簧夹；或④可能是氧气含量减少到一定程度的时候，红磷就不再燃烧了，使氧气没有耗尽；（任写一个即可）
【分析与交流】
小周猜想把红磷换成酒精不合理，因为酒精中含有碳元素，在燃烧时生成二氧化碳的体积与消耗氧气的体积一致，不会造成气体总体积的减少，故小周的猜想不合理；
【实验与结论】
（1）检验该装置的气密性的正确方法是：将装置如原图所示重新装配，在烧杯中注入足量水，打开弹簧夹；用热毛巾捂住广口瓶，如果看到有气泡冒出；（或加上：撤掉热毛巾后，导管中将倒吸一段水柱）则装置的气密性良好；
（2）根据将500mL的残余气体与足量灼热的铜粉充分反应，结果发现铜粉增重0.028g，可知铜粉增重的质量就是消耗氧气的质量，即0.028g，所以残余气体中有氧气，且其体积为：

0.028g

1.4g/L

×1000ml=20ml，则残余气体中氧气的体积分数为：

20ml

500ml

×100%=4%；
【反思与评价】改进的实验装置，与原来的装置相比较的优点有：
（拆顷1）装置简单、紧凑，操作方便，现象明显；
（2）装置中直接有刻度，方便直接读取数据，利于数据比较；（凡是与体积相关的答法均属此列）
（3）避免原装置的导管中存在空气，造成的体积误差；
（4）让磷的燃烧在密闭体系中进行，不污染大气，绿色环保；
（5）避免燃着的红磷在伸进广口瓶的时候造成热空气的散逸，影响实验的科学性；
（任写一个即可）
故答案为：【猜想与假设】
①可能是导管中的气体进入了广口瓶，而原来并没有计算这部分气体的扰御运体积；
或②可能是红磷的量不够，导致氧气没有耗尽；
或③可能是红磷熄灭后还没等冷却到室温，就打开了弹簧夹；
或④可能是氧气含量减少到一定程度的时候，红磷就不再燃烧了，使氧气没有耗尽；
（任写一个即可．）
【分析与交流】
酒精中含有碳元素，在燃烧时生成二氧化碳的体积与消耗氧气的体积一致，不会造成气体总体积的减少；
【实验与结论】
（1）将装置如原图所示重新装配，在烧杯中注入足量水，打开弹簧夹；用热毛巾捂住广口瓶，如果看到有气泡冒出；（或加上：撤掉热毛巾后，导管中将倒吸一段缓梁水柱）则装置的气密性良好；
（2）有；4；
【反思与评价】
（1）装置简单、紧凑，操作方便，现象明显；
（2）装置中直接有刻度，方便直接读取数据，利于数据比较；（凡是与体积相关的答法均属此列）
（3）避免原装置的导管中存在空气，造成的体积误差；
（4）让磷的燃烧在密闭体系中进行，不污染大气，绿色环保；
（5）避免燃着的红磷在伸进广口瓶的时候造成热空气的散逸，影响实验的科学性；
（任写一个即可）