Question

1．竹，高風亮節，常受古代文人墨客的青睞，我校化學興趣小組的同學對竹的“虛心，有節”產生了濃厚的興趣，并對竹子中氣體的成分展開了探究．
準備活動：收集竹子中的氣體．
先將竹子浸在水里，鉆個小孔，看到一串串氣泡冒出，然后采用排水法收集到了幾瓶（瓶子容積均為200mL）氣體．

探究活動一：小明同學按下圖裝置探究瓶中氧氣的體積分數．
【設計實驗】同學們設計了如圖所示的方案一和方案二來測定氧氣含量．
【進行實驗】按上述兩個方案進行多次實驗．
①寫出紅磷燃燒的符號表達式P+O₂$\stackrel{點燃}{→}$P₂O₅；
②實驗結束時，冷卻到室溫，松開止水夾，結果流入集氣瓶的水為20mL，說明竹子里氣體中氧氣的體積分數為10%．
【反思與評價】
①實驗中磷的量應為足量，原因是耗盡集氣瓶中的氧氣；②兩個方案中測定結果比較準確的是方案二，寫出該方案其他優點：環保．
探究活動二：小蘭同學探究收集的竹子里的氣體中是否含有二氧化碳．
①用符號表達式表示檢驗二氧化碳的原理CO₂+Ca（OH）₂→CaCO₃+H₂O；②操作：向一瓶氣體中倒入少量澄清石灰水，振蕩；
③實驗現象：石灰水變渾濁；④結論：竹子里的氣體中有二氧化碳．
探究活動三：小立同學探究竹子里的氣體中二氧化碳的體積分數，他用一瓶氣體按乙裝置組裝并測定．
①液體C是濃度較大的氫氧化鈉溶液，可以較好的吸收CO₂，圖乙中用來滴加氫氧化鈉溶液的儀器名稱是膠頭滴管；
②實驗結束時，松開止水夾，結果流入B瓶的水為6mL，竹子里的氣體中二氧化碳的體積分數約為3%．
③小組同學查閱資料發現，小立測定的結果明顯小于真實的竹子里氣體二氧化碳的體積分數，并指出“偏小”與前面的準備活動有關，你分析小立測定“偏小”的原因可能是收集時部分二氧化碳溶于水（答案合理即可）．

Answer 1

分析 【進行實驗】
①根據磷和氧氣在點燃條件下反應生成五氧化二磷書寫反應表達式；
②根據集氣瓶的總容積和進入水的體積計算出氧氣的含量；
【反思與評價】
①根據磷的作用是消耗空氣中的氧氣分析解答；
②根據方案二始終在密閉裝置中進行反應分析解答；
探究活動二
①根據二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁分析解答；
③根據二氧化碳與澄清石灰水反應的現象分析解答；
探究活動三
①根據膠頭滴管的作用分析解答；
②根據進入集氣瓶的水的體積和集氣瓶的容積計算分析；
③根據二氧化碳的溶解性分析解答．

解答 解：【進行實驗】
①磷和氧氣在點燃條件下反應生成五氧化二磷，反應的表達式為：P+O₂$\stackrel{點燃}{→}$P₂O₅；
②集氣瓶的總容積為200mL和進入水的體積為20mL，所以氧氣占空氣體積的10%；
【反思與評價】
①測定空氣中氧氣含量的實驗中磷的作用是消耗空氣中的氧氣，為了使集氣瓶中的氧氣耗盡，所以磷要過量；
②方案二始終在密閉裝置中進行反應，產生的五氧化二磷不會有擴散到空氣中的可能，故更環保；
探究活動二
①二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，反應生成碳酸鈣和水，反應的表達式為：CO₂+Ca（OH）₂→CaCO₃+H₂O；
③二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，我們常通過這一現象來判斷待測氣體是否是二氧化碳；
探究活動三
①吸取和滴加少量的液體要使用膠頭滴管；
②進入集氣瓶的水的體積為6mL，集氣瓶的容積為200mL，進入的水的體積就是二氧化碳的體積，用二氧化碳的體積除以集氣瓶的總體積為3%，既二氧化碳的體積分數為3%；
③二氧化碳能溶于水，在實驗中有一部分二氧化碳氣體溶于水，故會使所測得的二氧化碳的體積分數偏小．
答案為：
【進行實驗】
①P+O₂$\stackrel{點燃}{→}$P₂O₅；②10%；
【反思與評價】
①耗盡集氣瓶中的氧氣；②二；環保；
探究活動二
①CO₂+Ca（OH）₂→CaCO₃+H₂O；③石灰水變渾濁；
探究活動三
①膠頭滴管；②3%；③收集時部分二氧化碳溶于水（答案合理即可）．

點評 此題變相考查空氣中氧氣含量的測定實驗原理以及二氧化碳的化學性質，試題難度較大，掌握空氣中氧氣含量測定的原理是解題的關鍵．