Question

某�；瘜W興趣小組就空氣中氧氣的含量進行實驗探究：
【集體討論】
（1）討論后同學們認為，選擇的藥品既要能消耗氧氣，又不會跟空氣中的其它成分反應(yīng)，而且生成物為固體．他們應(yīng)該選擇（填編號）

 

，
A．蠟燭      B．紅磷      C．硫粉      D．鐵絲
寫出用該藥品進行實驗時發(fā)生反應(yīng)的化學方程式

 

．
（2）小組同學共同設(shè)計了如圖1的兩套裝置，你認為合理的是（填編號）

 

．

【分組實驗】在討論的基礎(chǔ)上，他們分組進行了實驗．
【數(shù)據(jù)分析】實驗結(jié)束后，整理數(shù)據(jù)如下：（注：集氣瓶容積為100mL）

組    別	1	2	3	4	5	6
進入集氣瓶中水的體積（mL）	20	21	19	20	22	18

（3）通過對實驗結(jié)果的交流，大多數(shù)同學都驗證出氧氣約占空氣體積的

 

．通過實驗還可以推斷集氣瓶中剩余氣體的性質(zhì)是

 

．
【實驗拓展】
（4）如圖2為小芳同學設(shè)計的趣味實驗，甲、乙兩集氣瓶內(nèi)充滿空氣，點燃燃燒匙內(nèi)足量的紅磷和足量的木炭后迅速插入集氣瓶內(nèi)并塞緊橡皮塞（整個裝置氣密性良好），燃燒結(jié)束冷卻到室溫打開彈簧夾，觀察到

 

，原因是

 

．

Answer 1

考點：測定空氣里氧氣含量的探究,書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式

專題：科學探究

分析：（1）蠟燭燃燒生成二氧化碳和水，紅磷燃燒生成白色固體五氧化二磷，硫粉燃燒生成刺激性氣味的氣體二氧化硫，鐵絲燃燒生成黑色固體四氧化三鐵；
（2）根據(jù)反應(yīng)物接觸越充分反應(yīng)越完全，同時要注意保證裝置的氣密性來完成解答；
（3）剩余氣體量不變證明其難溶于水亦不能燃燒且不與紅磷反應(yīng)，只有氧氣才能與紅磷反應(yīng)；
（4）對于打開止水夾后的現(xiàn)象，要從反應(yīng)本身來考慮，同時要對比兩個裝置內(nèi)的細微差別，從對比中尋求問題的解決．硫和磷，沒有問題，但是對應(yīng)的產(chǎn)物卻有很大差異，一種是氣體，一種是固體，弄清楚這一點，所有問題迎刃而解．

解答：解：
（1）蠟燭、硫粉燃燒都有氣體生成，不符合選用藥品的特征；鐵絲雖然也只能與氧氣反應(yīng)，生成物也是固體，但鐵絲只能在純凈氧氣中燃燒，在空氣中不能燃燒，也不符合選用特征；紅磷在空氣中燃燒也與氧氣反應(yīng)且生成固體五氧化二磷，符合選用特征；發(fā)生反應(yīng)的化學方程式4P+5O₂

點燃  .

2P₂O₅．
（2）根據(jù)反應(yīng)物接觸越充分反應(yīng)越完全，保證集氣瓶中的氧氣與紅磷完全反應(yīng)，所以應(yīng)該選擇A裝置；確保成功測定空氣主要組成，反應(yīng)前應(yīng)該先檢查裝置的氣密性；
（3）根據(jù)（2）中記錄的數(shù)據(jù)可以得出大多數(shù)同學都驗證出氧氣約占空氣體積的

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5

，根據(jù)進入水的體積為大約五分之一，可以判定剩余的氣體難溶于水；
（4）題目是在空氣中氧氣含量測定的基礎(chǔ)上改進的，所以沒有對

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這個實驗結(jié)果進行強調(diào)，但是遵循的原理卻是相同的，所以在分析實驗后的現(xiàn)象差異時，還是要結(jié)合測定空氣中氧氣含量的藥品選擇所考慮的因素進行．由于木炭燃燒對應(yīng)產(chǎn)物是二氧化碳氣體，而紅磷燃燒對應(yīng)的產(chǎn)物卻是五氧化二磷固體，導致反應(yīng)后裝置內(nèi)的氣體體積不同，氣壓也就不一樣，所以才導致打開止水夾后對應(yīng)的現(xiàn)象也不一樣．
 故答案為：
（1）B；4P+5O₂

點燃  .

2P₂O₅
（2）A；
（3）

1

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；難溶于水．
 （4）集氣瓶乙無變化；而燒杯中的水沿導管流入集氣瓶甲中，直到集氣瓶體積約

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處．因為碳在空氣中燃燒，每消耗一分子氧氣，就會生成一分子二氧化硫氣體，使集氣瓶乙中壓強無變化；而磷在空氣中燃燒，生成五氧化二磷固體，使得集氣瓶甲中壓強降低，大氣將水壓入瓶內(nèi)直到氣壓平衡（即約占集氣瓶體積的

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處）．

點評：本題主要考查用紅磷測定空氣組成的實驗原理、操作、現(xiàn)象、結(jié)論和注意事項，難度稍大．