Question

某校化学兴趣小组就空气中氧气的含量进行实验探究，请你参与．

【设计实验】第一小组同学共同设计了如下图的A、B两套装置．
（1）你认为合理的是（填编号）

 

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（2）该实验观察到的现象是

 

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【改进实验】第二小组同学设计了C实验，优点是：

 

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（1）实验后发现测定出的空气中氧气的体积分数低于

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，这可能是由哪几种原因引起的？

 

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（2）从实验现象分析可知：氧气约占空气总体积的

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，氮气约为

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．能够得到该结论主要是运用了氮气的有关性质是：

 

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（3）若将红磷换成碳粉实验不能成功，如果要想实验成功，你打算事先在集气瓶里装上

 

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Answer 1

分析：（1）同样都是红磷，放在不同的位置会对应不同的实验结果，由于氧气相对密度较大，因此让红磷在较低的位置能够更有效消耗装置内的氧气；
（2）实验的改进是建立在实验原理之上的，本实验是通过消耗装置内的气体和外界液体的补充来实现的，怎么样能够使装置内氧气被消耗属于改进的一个方面，本实验的改进关注点就在于此．至于对红磷点燃方式的改进，这样可以如何减少过程中可燃物损失以及提高装置气密性上来考虑，在装置内点燃；
（3）木炭燃烧生成二氧化碳，二氧化碳能和一些碱的溶液反应，如氢氧化钠溶液、氢氧化钙溶液、氢氧化钾溶液等．

解答：解：
   （1）实验A和B的区别在于红磷的位置，而这一点与氧气的密度有关，由于氧气的密度大于空气，所以红磷在稍微低的位置更利于反应的进行，也更利于氧气的消耗，所以实验设计A更合理．所以合理的应该填：A．
   （2）而实验C是在装置内点燃，这样红磷不会在装置外的空气中燃烧，也就是红磷燃烧的产物有毒的五氧化二磷不会散失到空气造成环境污染，也节约了红磷，即C装置的优点是：环保．同时也利于实验的结果的准确；至于其他的实验现象及误差分析，要考虑全面就可以；首先注意误差是小于

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，这样就与药品不能将氧气完全消耗有关，即红磷的量不足或者气密性等方面的问题；对于氮气的性质，在回答时要和氧气对比回答，氧气反应掉了，而氮气剩余了，说明氮气是不燃烧也不支持燃烧的，在有水环境中氮气能够安然无恙，说明氮气不溶于水和也不和水发生反应．因此要学会从不同角度看问题．
（3）将红磷换成碳粉实验不能成功，氧化碳能和一些碱的溶液反应，因此如果要想实验成功，你打算事先在集气瓶里装上氢氧化钠溶液．
故答案为：
（设计实验）（1）A
（2）红磷在装置内燃烧，发出大量白烟，同时释放出大量的热．在冷却到室温后打开止水夹，水进入容器容积的

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；
【改进实验】环保（（1）红磷量不足；装置漏气
（2）不溶于水，不和水反应；不助燃，不燃烧
（3）适量的氢氧化钠溶液

点评：对于实验的改进，要从原理上来考虑．另外对于实验现象的描述要全面．