实验探究（误差原因分析和方案改进）

一、实验探究题

1．科学兴趣小组为了探究水蒸气通过灼热的焦炭后得到的混合气体的成分，在老师的指导下设计了如下图所示的装置，并进行了实验（A、F内装有无水硫酸铜粉末，B、G内盛有澄清石灰水、D内盛有足量的浓硫酸，部分夹持仪器已略去）。请回答：

（1）上图装置C中盛有足量的　         　溶液；

（2）通过实验证明原混合气体中有二氧化碳存在，依据的实验现象是　                        　；

（3）若观察到装置A、F中的白色粉末均变蓝色，则原混合气体中一定存在　        　；

（4）G装置在该实验中的作用有多个，请写出：　                                                                                                         　。

2．某班同学在实验室做“测定小灯泡额定电功率”的分组实验。

实验老师提供给各小组的实验器材如下：规格为“3.8V的小灯泡、学生电源（电压恒为6V）、电流表（0～0.6A，0～3A）、电压表（0～3V，0～15V）、滑动变阻器（“20Ω1A”）、开关各一只，导线若干。

（1）小戴同学连接的实物如右图所示，闭合开关后，发现无论怎样调节滑动变阻器，小灯泡都不发光。经甲（检查，发现其中有一根导线连接错误，请你在这根错误连接的导线上打“x”并补画一根导线，使之成为正确的电路。

（2）小柴按图甲正确连接电路，闭合开关，调节滑动变阻器，当电压表的示数为3.8伏时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为　     　。

（3）小郁同学顺利地完成了实验，正准备拆除电路结束实验时，同组的小吴提出，在调节变阻器滑片使灯泡正常发光时，电压表的示数很难准确指示，由此可能造成一定的测量误差，她认为只要对电路稍作改动，就能提高测量数据的精确度。请你帮小红阐述她的修改方案：　                                             　。

反思：实验原理相同的情况下，我们可以采用不同的实验途径来完成实验。

3．小金想探究小灯泡的亮暗程度与灯实际功率的关系。于是找来一只规格为“0.6A 30Ω”的滑动变阻器，两只额定电流均小于0.6A，额定电压分别为2.5V的灯L₁和额定电压为3.8V的灯L₂，先后接在电源电压恒为6V的电路中，按照如图1所示的电路进行探究：

（1）请用笔画线代替导线，根据图1所示电路图，将图2所示实物图连接完整（要求：滑动变阻器处于A端时阻值最大）。

（2）小金连接电路后闭合开关，发现灯L₁不发光，电流表、电压表示数均较小，他立即判断L₁断路，于是断开开关拆下L₁，重新寻找连接电路。请评价他的做法是否合理，并说明理由：　                                                               　。

（3）小金按图1所示的电路继续进行实验：闭合开关，移动滑片P，使灯L₁发光，测出灯L₁的相关科学量，记录和计算结果如下表：

小金观察到灯L₁的亮度变化是：第二次比第一次亮，第三次比第二次更亮。结合表中数据得出的结论是　                             　；

（4）小金接着用L₂（L₂的阻值约为15Ω）替换L₁，进行重复。发现电压表的0-15V的量程已损坏，于是把电压表并联到变阻器两端，预想当电压表示数为2.2V时，灯两端达到额定电压能正常发光。为了防止电压表超出量程而损坏，小金的具体操作应该是　                                                                     　。

4．思维模型的建构既方便于问题的解决，又能促进深度学习。某科学研究小组同学，在研究了气体检验专题内容后，认为气体检验的关键是干扰气体的界定，判断标准是对后续实验是否会产生干扰。于是在老师的指导下对解决“气体检验”类问题建构了如下思维模型：

直接检验→除去干扰气体→转化装置→再检验→尾气处理

【模型应用】某混合气体由CO、CO₂、SO₂三种气体组成，某兴趣小组对此进行了相关实验：

【查阅资料】①SO₂能使品红溶液褪色；

②SO₂易与高锰酸钾溶液反应而被吸收，并能使其褪色；

③SO₂能使氢氧化钡溶液和澄清石灰水变浑浊；

④CO和CO₂均不能使品红溶液褪色，也不与高锰酸钾溶液反应。