Question

4．某課外活動小組在學習了書本“空氣中氧氣含量的測定”實驗，知道五氧化二磷（P₂O₅）不能隨便排放在空氣中，否則會對空氣造成污染，所以對該實驗進行了改進：在由兩個注射器組成的密閉系統內共有25mL空氣（如下圖）．然后給裝有紅磷的玻璃管加熱．同時交替推動兩個注射器的活塞，至玻璃管內的紅磷變成白煙，且較長時間內無進一步變化時停止．停止加熱后，待冷卻至室溫將氣體全部推至一個注射器內．
請根據你對上述實驗的理解，回答下列問題：
①在實驗加熱過程中，交替緩慢推動兩個注射器活塞的目的是使注射器內的氧氣充分與紅磷反應．
②寫出該實驗中反應的文字表達式磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷．
③小強測得實驗結果如下：

反應前注射器內氣體總體積	反應后注射器內氣體總體積
25mL	22mL

由此數據可以推算出他測定的空氣中氧氣的體積分數＜ 2l%（填“＞”、“=”、“＜”）．
造成該實驗出現誤差的原因可能是abc．（填字母序號）
a．沒有充分交替緩緩推動兩個注射器活塞；    b．讀數時沒有冷卻至室溫；
c．加入紅磷量太少；                        d．加入紅磷量太多
④如果讓你選擇哪種藥品來做該實驗時，你認為入選的藥品必須具備的條件是既能除去氧氣，又不與空氣中的其物質發生反應，且生成物在常溫下是固體．

Answer 1

分析 ①根據交替緩慢推動兩個注射器能使氣體與紅磷充分接觸解答；
②根據紅磷與氧氣點燃生成五氧化二磷的性質書寫反應的文字表達式；
③在本實驗中測定的數據要受多種因素影響：應交替緩緩推動兩個注射器活塞，為了耗盡注射器里的空氣中的氧氣，加入的紅磷的量必須是足量的，讀數時應冷卻至室溫，裝置的氣密性必須好等．
④從能消耗氧氣和生成物的狀態分析．

解答 解：①交替緩慢推動兩個注射器能使氣體與紅磷充分接觸，以便耗盡裝置內的氧氣；故填：使注射器內的氧氣充分與紅磷反應；
②紅磷與氧氣點燃生成五氧化二磷，文字表達式為紅：磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷；故填：紅磷+氧氣 $\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷；
③測定的空氣中氧氣的體積分數為$\frac{25mL-22mL}{25mL}$×100%=12%＜21%；分析小強測定的數據比實際數據偏小，原因主要有以下幾個原因：注射器的前端、玻璃管管比較細，不利于銅絲與注射器里的氧氣反應，未交替緩緩推動兩個注射器活塞，加入的紅磷的量不足，沒有完全消耗掉氧氣，讀數時沒有冷卻至室溫等；故填：＜；abc；
④為了達到實驗目的，選擇的試劑應既能除去氧氣，又不與空氣中的其物質發生反應，且生成物在常溫下是固體，故填：既能除去氧氣，又不與空氣中的其物質發生反應，且生成物在常溫下是固體．

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．