Question

13．某校化學興趣小組就空氣中氧氣的含量進行了分組實驗探究．
Ⅰ組：（1）Ⅰ組同學討論后認為，選擇的藥品既要能消耗氧氣，又不會跟空氣中的其他成分反應而且生成物為固體．他們應該選擇B（填序號），
A．蠟燭       B．紅磷       C．鐵絲      D．木炭
為了充分消耗容器中的氧氣，藥品的用量應保證足量．
（2）小組同學共同設計如圖所示的兩套裝置，你認為合理的是A（填序號）．

（3）在討論的基礎上，他們分組進行了實驗．
【數據分析】實驗結束后，整理數據如下：（注：集氣瓶容積為100mL）

組別	1	2	3	4	5	6
進入集氣瓶中水的體積/mL	20	21	19	20	22	19

（4）通過對實驗結果的交流，大多數同學都驗證出氧氣約占空氣體積的$\frac{1}{5}$．
Ⅱ組：Ⅱ組同學發現Ⅰ組實驗可能產生實驗誤差，對實驗進行了改進，下圖是Ⅱ組同學測定空氣中氧氣含量實驗的兩套裝置圖，請結合圖示回答有關問題．

（1）裝置中氣球的作用是緩沖，防止試管內氣體溫度升高，氣壓增大，沖開橡皮塞作用．
（2）裝置一和裝置二中氣球的位置不同，裝置一（填“裝置一”或“裝置二”）更合理．
（3）實驗現象：紅 色物質逐漸變成黑色．

Answer 1

分析 Ⅰ組：（1）蠟燭、硫和木炭與氧氣反應，生成物中有氣體，不能準確測定空氣中氧氣的含量，只有紅磷在空氣中與氧氣反應生成固體物質，不影響空氣成分的測定；只有紅磷足量或過量，才能完全消耗集氣瓶中的氧氣；
（2）為保證紅磷與空氣中的氧氣充分反應，必須把紅磷放在集氣瓶的中下部；檢查裝置的氣密性是為了確保準確測量空氣組成，減小誤差；
（3）通過實驗可以證明剩余氣體難溶于水，不能燃燒且不與紅磷反應，化學性質不活潑等．
（4）根據進入集氣瓶中水的體積就是空氣中氧氣的體積進行解答；
Ⅱ組：（1）根據氣球的作用緩沖，防止試管內氣體溫度升高，氣壓增大，沖開橡皮塞進行解答；
（2）從兩種裝置的區別來分析；
（3）根據反應物、生成物，進行分析回答．

解答 解：Ⅰ組：（1）紅磷不會跟空氣中的其他成分反應，而且生成物為五氧化二磷固體；為了充分消耗容器中的氧氣，紅磷的用量應保證足量．
故填：B；足量．
（2）下圖所示的兩套裝置，合理的是A裝置；為了確保實驗的成功，在裝藥品之前應該檢查裝置的氣密性．
（4）根據表中數據，考慮進入集氣瓶中水的體積就是空氣中氧氣的體積進行解答；故填：$\frac{1}{5}$．
Ⅱ組：（1）裝置中氣球的作用是：緩沖，防止試管內氣體溫度升高，氣壓增大，沖開橡皮塞；
（2）裝置二與裝置一裝置比較，裝置一中的氣球在玻璃管的后部，能讓空氣更易流通，全部通過銅粉，使氧氣與銅粉充分反應；實驗過程中，注射器應不停推拉活塞；
（3）因為紅色的銅逐漸與空氣中的氧氣反應生成氧化銅，故實驗現象為紅 色物質逐漸變成黑色．
故答案為：
Ⅰ組：（1）B，足量．（2）A；（4）$\frac{1}{5}$．
Ⅱ組：（1）緩沖，防止試管內氣體溫度升高，氣壓增大，沖開橡皮塞．（2）裝置一．（3）紅

點評 合理設計實驗，科學地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結論的前提，因此要學會設計實驗、進行實驗、分析實驗，為學好化學知識奠定基礎．