Question

16．測定空氣中氧氣的體積分數可以采用如圖甲乙兩種裝置．乙裝置可視為甲的改進裝置，在由兩個注射器組成的密閉系統中留有25mL空氣，給裝有細銅絲的玻璃管加熱，同時緩慢推動兩個注射器活塞，至玻璃管內的銅絲在較長時間內無進一步變化時停止加熱，待冷卻至室溫，將氣體全部推至一個注射器內，觀察密閉系統內空氣體積變化

（1）在甲裝置實驗過程中，紅磷燃燒產生大量白煙，當溫度降到室溫，打開止水夾，會觀察到的現象是水進入集氣瓶，并且約占集氣瓶容積的五分之一，寫出紅磷燃燒的化學方程式4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅．
（2）在乙裝置實驗加熱過程中，交替緩慢推動兩個注射器活塞的目的是使裝置中的氧氣完全反應．
（3）寫出乙裝置實驗中反應的化學方程式2Cu+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO．
（4）乙裝置實驗中測得實驗結果如下：

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測定的空氣中氧氣的體積分數＜ 2l%（填“＞”、“=”或“＜”）．造成該實驗出現誤差的原因可能是①②④．（填序號）
①沒有交替緩緩推動兩個注射器活塞；②讀數時沒有冷卻至室溫；
③加入銅絲量太多；                 ④加入銅絲量太少
（5）乙裝置與甲裝置相比較，優點在于結果更準確（任答一點）．

Answer 1

分析 紅磷在空氣中燃燒生成五氧化二磷；
氧氣約占空氣總體積的五分之一；
銅在空氣中加熱時，能和空氣中的氧氣反應生成氧化銅；
不同的實驗裝置，優缺點不同．

解答 解：（1）當溫度降到室溫，打開止水夾，會觀察到的現象是水進入集氣瓶，并且約占集氣瓶容積的五分之一；
紅磷燃燒的化學方程式為：4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅；
（2）在乙裝置實驗加熱過程中，交替緩慢推動兩個注射器活塞的目的是使裝置中的氧氣完全反應；
（3）乙裝置實驗中反應的化學方程式為：2Cu+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO；
（4）由此數據可以推算出測定的空氣中氧氣的體積分數＜21%，造成該實驗出現誤差的原因可能是：沒有交替緩緩推動兩個注射器活塞；讀數時沒有冷卻至室溫；加入銅絲量太少；
（5）乙裝置與甲裝置相比較，優點在于：結果更準確，操作更簡單．
故填：水進入集氣瓶，并且約占集氣瓶容積的五分之一；4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅；使裝置中的氧氣完全反應；2Cu+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO；＜；①②④；結果更準確．

點評 實驗現象是物質之間相互作用的外在表現，因此要學會設計實驗、觀察實驗、分析實驗，為揭示物質之間相互作用的實質奠定基礎．