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图的A、B两套装置．你认为合理的是（填编号）______．
进行试验：
数据分析：实验结束后，整理数据如下：（注：集气瓶容积为100mL）

组    别	1	2	3	4	5	6
进入瓶中水的体积（mL）	20	18	19	17	21	19

通过对实验数据分析，实验得出氧气约占空气体积的______．
实验分析：
（1）红磷要过量的原因是______；
（2）弹簧夹打开的适宜时机是______；
（3）实验结束，发现测定出的空气中氧气的体积分数低于，可能的原因是______
①可能使用红磷的量不足，瓶内氧气没有消耗完
②可能没夹紧弹簧夹，红磷燃烧时瓶内部分空气受热从导管逸出
③可能未塞紧瓶塞，红磷熄灭冷却时外界空气进入瓶内
④可能插入燃烧匙太慢，塞紧瓶塞之前，瓶内部分空气受热逸出
改进实验：
（1）第二小组同学设计了C实验装置，优点是：______．
（2）第三小组同学设计了D实验装置，优点是：______．

Answer

设计实验：同样都是红磷，放在不同的位置会对应不同的实验结果，由于氧气密度比空气的密度大，因此让红磷在较低的位置能够更有效消耗装置内的氧气；
利用几次测量的平均值计算即可；
实验分析：（1）从充分消耗氧气，使结论更准确分析即可；
（2）从实验时温度的变化导致实验结果的误差分析；
（3）造成测得氧气的体积分数小于的因素可以从以下四个方面考虑：
①装置是否漏气；②红磷的用量是否充足；③瓶内的氧气是否耗尽；④装置是否冷却到室温．
改进实验：（1）从环保以及结果的准确性分析；
（2）从使用量筒对结果的分析容易得到分析；
【解析】
设计实验：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．
根据集气瓶的容积是100ml，进入水的量的几次不同结果求其平均值可得：进入水量的平均值是19ml，所以进入水量约占总容积的19%，即氧气量约占空气体积的19%；
实验分析：（1）氧气量充分可使消耗的氧气充分，使测量的结果更准确；
（2）红磷燃烧时温度较高，易使气体膨胀导致测量的结果不准确，所以应在装置冷却到室温才打开止水夹；
（3）从选项提供的情况分析①实验中所取红磷的量不足时，会导致装置内氧气不能全部消耗，因此使测得氧气的体积分数会小于的；
②实验前若没有将弹簧夹夹紧，会导致实验中装置内的气体受热膨胀而逸出，因此测得氧气的体积分数会大于的；
③未塞紧瓶塞，冷却时会使空气进入集气瓶内，因此测得氧气的体积分数小于的；
④插入燃烧匙太慢，塞紧瓶塞之前，瓶内部分空气受热逸出，因此测定氧气体积分数大于的；
改进实验：（1）实验C是在装置内点燃，生成的五氧化二磷不会跑到空气中，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，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．
（2）采用量筒进行实验的优点是方便计算进入集气瓶中水的体积；
故答案为：【设计实验】A．；19%．
【实验分析】（1）要让集气瓶中的氧气完全消耗掉（合理答案都可）；
（2）等冷却到室温；
（3）①③；
【改进实验】
（1）环保误差小  （ 合理答案都可以）．
（2）容易计算出进入集气瓶中水的体积（ 合理答案都可以）．