Question

13．實驗探究是科學探究的重要形式，請參與以下探究活動并回答問題：
（1）A裝置是人教版教材設計的“測量空氣里氧氣的含量”的實驗裝置，教材實驗所需試劑是水和紅磷，選擇藥品的依據是只能與空氣中氧氣反應，生成物不是氣體，下列藥品不能代替紅磷的是ABC（多選，填序號）
A、鐵粉    B、木炭    C、蠟燭
（2）小華選用A裝置，試驗現象是①產生大量的白煙②集氣瓶中進入水的體積約為$\frac{1}{5}$，試驗結論是氧氣約占空氣總體積的$\frac{1}{5}$．實驗完畢后，集氣瓶中剩余的氣體主要是氮氣，由此試驗可推測出該氣體的一條化學性質是不與紅磷反應．
（3）B裝置也可用于測量空氣中氧氣的含量，其實驗原理可表示為2Cu+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO（符號表達式）．實驗時需交替緩慢推動兩個注射器活塞的原因是使氧氣與銅絲充分反應；試驗結束后，未冷卻到室溫就讀書可能導致氧氣含量測定結果偏小（填“偏大”或“偏小”）．

Answer 1

分析 （1）根據測定空氣中氧氣含量的依據來分析；
（2）根據紅磷燃燒的現象以及實驗結論來分析；
（3）根據反應原理以及化學方程式的寫法以及實驗的注意事項來分析．

解答 解：（1）A裝置是人教版教材設計的“測量空氣里氧氣的含量”的實驗裝置，教材實驗所需試劑是水和紅磷，選擇藥品的依據是只能與空氣中氧氣反應，生成物不是氣體；細鐵絲在空氣中不能燃燒；木炭在空氣中能夠燃燒，生成產物為二氧化碳；蠟燭在空氣中能夠燃燒，生成產物為二氧化碳，三種物質均不能用來測定空氣中氧氣的含量；故填：只能與空氣中氧氣反應，生成物不是氣體；ABC；
（2）紅磷燃燒產生濃厚的白煙，裝置冷卻后打開止水夾，燒杯中的水進入集氣瓶，約占集氣瓶容積的五分之一，進入水的體積即為氧氣的體積；實驗后剩余的主要是氮氣，由紅磷熄滅可推知，氮氣不燃燒、也不支持燃燒，即不能與紅磷反應；故填：；
故填：產生大量的白煙；集氣瓶中進入水的體積約為$\frac{1}{5}$；氧氣約占空氣總體積的$\frac{1}{5}$；氮氣；不與紅磷反應；
（3）在加熱的條件下，銅與氧氣反應生成氧化銅；為了使注射器里的空氣中的氧氣能充分與銅絲反應，在實驗加熱過程中，可以交替緩慢推動兩個注射器活塞；未冷卻到室溫就讀數可能導致氧氣含量測定結果偏小；故填：2Cu+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO；使氧氣與銅絲充分反應；偏小．

點評 測定空氣中氧氣體積分數的實驗方案比較多，方法各異，但其原理是一致的，即利用可燃物在密閉容器內的空氣中燃燒，耗盡其中的氧氣，使容器內氣體的減小或壓強小于外界大氣壓，水或其他液體進入容器內的體積約為為氧氣的體積，從而得出結論，但實驗時，應注意：可燃物必須是過量的；裝置的氣密性必須好；燃燒完畢，必須要等裝置冷卻至室溫等．