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3.某化学兴趣小组对教材中“测定空气里氧气含量”的实验(见图I)进行了大胆改进,设计图(Ⅱ)(选用容积为45mL的18×180mm的试管作反应容器)实验方案进行,收到了良好的效果.

(1)图I中观察到现象是红磷燃烧产生大量白烟,充分反应并冷却后水被倒吸入广口瓶中,约占原瓶内空气体积的$\frac{1}{5}$,发生反应的符号表达式式4P+5O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P2O5
(2)若用图I装置实验结果是:氧气约占空气体积的$\frac{1}{5}$空气中氧气含量与正常值有明显的偏差,其操作上的原因可能是红磷的量不足,或装置未冷却至室温就打开弹簧夹等(写出一点即可).
(3)图Ⅱ中(铁架台略去)操作步骤如下:
①点燃酒精灯.
②读取注射器活塞数据.
③撤去酒精灯,待试管冷却后松开弹簧夹.④将少量红磷平装入试管中,将20注射器活塞置于10刻度处,并按图Ⅱ中所示连接方式固定好,再将弹簧夹紧橡皮管.你认为正确操作顺序是(填序号).④①③②,
(4)图II所示实验中,注射器活塞将从10mL刻度处慢慢前移到约1mL刻度处才停止.
(5)对照图I实验,你认为图Ⅱ实验有何优点?(回答一点即可)减少实验误差(或节省燃料或不污染环境或便于读数).

分析 只有熟悉用红磷测定空气组成的实验原理、操作、现象、结论和注意事项,才能正确解答本题.

解答 解:(1)图I实验中观察到的现象是红磷燃烧产生大量白烟,充分反应并冷却后水被倒吸入广口瓶中,约占原瓶内空气体积的$\frac{1}{5}$;
磷与氧气在点燃条件下反应生成五氧化二磷.该反应的化学方程式为:4P+5O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P2O5
(2)若用图I装置实验结果是:氧气约占空气体积的$\frac{1}{5}$;由于红磷的量不足,或装置未冷却至室温就打开弹簧夹等原因,会导致实验出现误差;所以,若用图I装置实验结果出现明显误差,操作上的原因可能是红磷的量不足,或装置未冷却至室温就打开弹簧夹等.
(3)图Ⅱ实验中正确的实验操作顺序是④①③②.
(4)由于红磷燃烧消耗了容积为45mL的18×180mm的试管内空气的$\frac{1}{5}$,也就是9mL(即45mL×$\frac{1}{5}$);所以活塞所处的刻度值为10mL-9mL=1mL.
(5)对照图I实验,图Ⅱ实验具有以下优点:减少实验误差,节省燃料,不污染环境,便于读数.
故答案为:
(1)红磷燃烧产生大量白烟,充分反应并冷却后水被倒吸入广口瓶中,约占原瓶内空气体积的$\frac{1}{5}$;4P+5O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P2O5
(2)氧气约占空气体积的$\frac{1}{5}$;红磷的量不足,或装置未冷却至室温就打开弹簧夹等;
(3)④①③②;
(4)1;
(5)减少实验误差(或节省燃料或不污染环境或便于读数).

点评 本题主要考查用红磷测定空气组成的实验原理、操作、现象、结论和注意事项,难度稍大.

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