Question

【題目】某化學興趣小組的同學按照課本上的實驗裝置做“測定空氣中氧氣的體積分數”實驗（如圖1所示），但測出的氧氣的體積分數明顯小于1/5．請你參與探究：

（提出問題）造成誤差的原因是什么？如何改進課本上的實驗裝置？

（查閱資料）紅磷、白磷的一些性質如下表：

	顏色、狀態	熔點/℃	著火點/℃	密度/（g/cm3）
紅磷	暗紅色固體	590	240	2.34
白磷	白色或黃色固體	44.1	40	1.82

（著火點也叫燃點，是可燃物燃燒需要的最低溫度。）

（猜想與假設） 甲同學：可能是導管內原來含有空氣，后來留有吸入的水，影響實驗的準確性。

乙同學：可能是瓶內殘留氣體中還有氧氣。

你還能作出的猜想是：______________。

（交流與討論）

（1）丙同學認為用木炭代替紅磷，就可以消除誤差，大家認為他的猜想不合理，理由是_______。

（2）他們對課本上的實驗裝置進行了如圖2所示的改進，為了確保實驗的成功，在裝藥品之前應該__。

①該實驗的現象是_____________。

②甲同學提出應把紅磷換為白磷，理由是______________。

③通過粗銅絲來點燃玻璃管內的白磷，這利用了金屬銅的______________性。與課本上的實驗裝置相比較，該裝置的一個優點是________________。

Answer 1

【答案】裝置的氣密性不好 木炭燃燒生成的二氧化碳是氣體 檢查裝置的氣密性 左側玻璃管內液面上升，且上升到1刻度處 白磷的著火點比紅磷低，容易被點燃 導熱性 實驗過程裝置密閉，實驗誤差小

【解析】

［猜想與假設］

如果裝置的氣密性不好，外界氣體會進入集氣瓶中，形成不了壓強差，外面的水進入集氣瓶內體積變小，造成所測得的氧氣的體積分數偏小，故還能作出的猜想是裝置的氣密性不好；

［交流與討論］

（1）如果用木炭代替紅磷，木炭和空氣中的氧氣反應生成的是二氧化碳，由于二氧化碳是氣體，這樣在集氣瓶內的氣體的體積就不會減小，外面燒杯內的水就不會被壓入集氣瓶內，會導致實驗失敗；

（2）要想實驗成功首先要保證整個裝置的氣密性要良好，在裝藥品之前應該檢查裝置的氣密性；

①加熱銅絲點燃白磷，白磷燃燒消耗空氣中的氧氣，使左邊玻璃管內氣體體積變小，壓強變小，從而在外部大氣壓的作用下右邊玻璃管內的水順著導管進入左側玻璃管，從而使左側玻璃管內液面上升，由于氧氣的體積大約占空氣體積的1/5，由圖中左側玻璃管內密封的體積的刻度可以看出，液面會上升到1刻度處；

②由［查閱資料］中可知白磷的著火點為40℃，而紅磷的著火點為240℃，通過銅絲傳熱達到白磷的著火點要比紅磷容易的多，更容易被點燃；

③通過粗銅絲來點燃玻璃管內的白磷，火焰沒有接觸到白磷，而白磷能夠燃燒說明白磷的溫度升高，達到的白磷的著火點，而酒精燈與白磷相連的是銅絲，說明銅絲具有導熱性；如果使用課本上的裝置，需要在集氣瓶外點燃紅磷，當燃燒著的紅磷向集氣瓶里放的時候，會讓集氣瓶內的空氣因受熱跑到瓶外，增大了實驗的誤差，而改進后的裝置則是實驗過程裝置密閉，實驗誤差小。