朱世友，江蘇大豐市草堰中學(xué)教師，化學(xué)教研組長(zhǎng)，大豐市化學(xué)教學(xué)能手，任教班級(jí)化學(xué)成績(jī)一直居于全市前列。有數(shù)百篇文章發(fā)表。

測(cè)定空氣里氧氣含量的實(shí)驗(yàn)裝置多種多樣，選用的藥品也不盡相同，但實(shí)驗(yàn)原理大致相同，都是利用某種物質(zhì)與密閉容器里的氧氣反應(yīng)，使得容器內(nèi)氣壓減小，借助進(jìn)入容器內(nèi)水的體積或注射器活塞的移動(dòng)位置等測(cè)出氧氣的含量。在掌握實(shí)驗(yàn)原理的基礎(chǔ)上，我們還應(yīng)學(xué)會(huì)對(duì)具體實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行分析與評(píng)價(jià)。

例題 （2007年湖南省永州市）某化學(xué)興趣小組對(duì)教材中“測(cè)定空氣里氧氣含量”的實(shí)驗(yàn)（見下頁圖1）進(jìn)行了大膽改進(jìn)，設(shè)計(jì)如下頁圖2（選用容積為45 mL即18×180 mm的試管作反應(yīng)容器）實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行，收到了良好的效果。請(qǐng)你對(duì)比分析圖1、圖2實(shí)驗(yàn)裝置，回答下列有關(guān)問題（注：紅磷所占體積及導(dǎo)管內(nèi)的氣體體積忽略不計(jì)）。

（1） 圖1實(shí)驗(yàn)中反應(yīng)的文字表達(dá)式為______。

（2） 圖2實(shí)驗(yàn)的操作步驟有：① 點(diǎn)燃酒精燈；② 撤去酒精燈，待試管冷卻后松開彈簧夾；③ 將過量紅磷平裝入試管中，將40 mL的注射器活塞置于15 mL刻度處，并按圖2中所示的連接方式固定好，再將彈簧夾夾緊橡皮管；④ 讀取注射器活塞的數(shù)據(jù)。

你認(rèn)為正確的操作順序是______（填序號(hào)），活塞將停在約______刻度處。

（3） 圖2實(shí)驗(yàn)中，若不使用彈簧夾，用酒精燈加熱紅磷，充分反應(yīng)直至燃燒結(jié)束，試管冷卻。觀察到的現(xiàn)象為______。

（4） 對(duì)照?qǐng)D2，你認(rèn)為圖1實(shí)驗(yàn)裝置有何不足之處？______。

分析與評(píng)價(jià)： 圖1實(shí)驗(yàn)裝置中，因生成的五氧化二磷有毒，實(shí)驗(yàn)初先在空氣中點(diǎn)燃紅磷會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。此外，與注射器相比，集氣瓶的橫截面較大，故在測(cè)量時(shí)產(chǎn)生的誤差也較大。

圖2實(shí)驗(yàn)裝置中，試管內(nèi)有45 mL空氣，其中氧氣約9 mL；注射器內(nèi)有15 mL空氣，其中氧氣約3 mL。先夾緊彈簧夾，紅磷燃燒消耗試管內(nèi)的9 mL氧氣，冷卻后松開彈簧夾，活塞將前移到6 mL（即：15 mL^-9 mL）刻度處；若不使用彈簧夾，紅磷燃燒消耗的是整個(gè)裝置內(nèi)的12 mL氧氣，活塞最終停在3 mL（即：15 mL^-12 mL）刻度處。需說明的是，紅磷燃燒放出大量的熱，致使裝置內(nèi)氣壓增大，因此活塞首先向右移動(dòng)，冷卻后才向左移動(dòng)。

本題綜合性強(qiáng)，第（4）小題屬于實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)問題。在分析圖2不使用彈簧夾的實(shí)驗(yàn)時(shí)，必須將注射器中的空氣考慮進(jìn)去，這是正確解答問題的關(guān)鍵。

答案：（1） 紅磷＋氧氣→五氧化二磷 （2） ③①②④6 mL （3） 紅磷燃燒，產(chǎn)生白煙，活塞先向右移動(dòng)，最終停在約3 mL刻度處（4） 污染環(huán)境；實(shí)驗(yàn)誤差較大

責(zé)任編輯/侯秀姣