Question

6．小明根據(jù)所學(xué)內(nèi)容，紅磷、白磷、木炭、鎂條都可以和氧氣發(fā)生反應(yīng)，但是哪種物質(zhì)更適用于測定空氣中氧氣含量，小明進行如下探究．
探究問題：紅磷、白磷、木炭、鎂條幾種物質(zhì)，哪種更適用于測定空氣中氧氣含量？
查閱資料：
①紅磷、白磷對比情況

	紅磷	白磷
狀態(tài)	暗紅色固體	蠟狀固體 有毒
燃燒溫度	240°C	40°C

②鎂條可以與空氣中多種物質(zhì)反應(yīng)，如N₂、CO₂等
探究過程：如圖所示，按照實驗裝置進行實驗，探究幾種物質(zhì)測定空氣中O₂含量的可行性．
（1）紅磷、白磷探究實驗
小明認為選用紅磷進行實驗，其原因是白磷有毒，紅磷無毒．

如圖所示，將足量紅磷放到燃燒匙中，點燃紅磷，進行實驗	產(chǎn)生黃色火焰，冒出大量白煙，瓶壁有熱感	氧氣約占空氣總體積的$\frac{1}{5}$
	待紅磷燃燒停止并冷卻后，打開止水夾，進入集氣瓶中水的體積約占$\frac{1}{5}$

若將實驗藥品改為木炭，反應(yīng)結(jié)束后降至室溫，打開止水夾，水不倒吸入集氣瓶的原因是C和O₂反應(yīng)生成CO₂，反應(yīng)前后集氣瓶內(nèi)氣體體積不變．如圖所示，將足量紅磷放到燃燒匙中，點燃紅磷，進行實驗，實驗現(xiàn)象為；產(chǎn)生黃色火焰，冒出大量白煙，瓶壁有熱感；待紅磷燃燒停止并冷卻后，打開止水夾，進入集氣瓶中水的體積約占1/5，得出結(jié)論為空氣中氧氣的所占的體積約為總空氣體積的1/5
（3）若將實驗藥品改為鎂條，反應(yīng)結(jié)束后降至室溫，觀察到水倒吸入集氣瓶大于$\frac{1}{5}$．原因是鎂條可以與空氣中多種物質(zhì)反應(yīng)，如N₂、CO₂等消耗的氣體多所以大于1/5
【探究結(jié)論】有上述實驗分析可知，測定空氣中氧氣含量所選用的反應(yīng)物質(zhì)應(yīng)滿足的條件是藥品要能在空氣中燃燒；燃燒時只消耗氧氣；生成物最好不是氣體，如果生成物是氣體，則應(yīng)用其它物質(zhì)將其完全吸收；因此，幾種物質(zhì)中，紅磷是最適用于測定空氣中氧氣含量．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)紅磷和白磷的毒性選擇藥品；填寫實驗報告時根據(jù)紅磷燃燒的現(xiàn)象和瓶內(nèi)壓強的改變分析；根據(jù)碳和氧氣反應(yīng)后生成物的狀態(tài)和瓶內(nèi)壓強的改變分析；
（3）根據(jù)鎂條可以與空氣中多種物質(zhì)反應(yīng)，如N₂、CO₂等消耗的氣體多所以大于1/5解答；
【探究結(jié)論】根據(jù)測定空氣中氧氣含量所選用的反應(yīng)物質(zhì)應(yīng)滿足的條件是藥品要能在空氣中燃燒；燃燒時只消耗氧氣；生成物最好不是氣體，如果生成物是氣體，則應(yīng)用其它物質(zhì)將其完全吸收解答．

解答 解：（1）選用紅磷進行實驗的原因是白磷有毒，紅磷無毒；
紅磷燃燒產(chǎn)生黃色火焰，冒白煙，氧氣約占空氣總體積的$\frac{1}{5}$；反應(yīng)停止后冷卻，打開止水夾，打開止水夾，進入集氣瓶中水的體積約占 $\frac{1}{5}$，
若將實驗藥品改為木炭，反應(yīng)結(jié)束后降至室溫，打開止水夾，水不倒吸入集氣瓶的原因是C和O₂反應(yīng)生成CO₂，反應(yīng)前后集氣瓶內(nèi)氣體體積不變；將足量紅磷放到燃燒匙中，點燃紅磷，進行實驗，實驗現(xiàn)象為：產(chǎn)生黃色火焰，冒出大量白煙，瓶壁有熱感；
（3）若將實驗藥品改為鎂條，反應(yīng)結(jié)束后降至室溫，觀察到水倒吸入集氣瓶大于$\frac{1}{5}$．原因是鎂條可以與空氣中多種物質(zhì)反應(yīng)，如N₂、CO₂等消耗的氣體多所以大于1/5；
【探究結(jié)論】測定空氣中氧氣含量所選用的反應(yīng)物質(zhì)應(yīng)滿足的條件是藥品要能在空氣中燃燒；燃燒時只消耗氧氣；生成物最好不是氣體，如果生成物是氣體，則應(yīng)用其它物質(zhì)將其完全吸收．
答案：
（1）白磷有毒，紅磷無毒；

如圖所示，將足量紅磷放到燃燒匙中，點燃紅磷，進行實驗	產(chǎn)生黃色火焰，冒出大量白煙，瓶壁有熱感	氧氣約占空氣總體積的 $\frac{1}{5}$
	待紅磷燃燒停止并冷卻后，打開止水夾，進入集氣瓶中水的體積約占 $\frac{1}{5}$

C和O₂反應(yīng)生成CO₂，反應(yīng)前后集氣瓶內(nèi)氣體體積不變；產(chǎn)生黃色火焰，冒出大量白煙，瓶壁有熱感；待紅磷燃燒停止并冷卻后，打開止水夾，進入集氣瓶中水的體積約占1/5；空氣中氧氣的所占的體積約為總空氣體積的1/5
（3）鎂條可以與空氣中多種物質(zhì)反應(yīng)，如N₂、CO₂等消耗的氣體多所以大于1/5
【探究結(jié)論】藥品要能在空氣中燃燒；燃燒時只消耗氧氣；生成物最好不是氣體，如果生成物是氣體，則應(yīng)用其它物質(zhì)將其完全吸收．

點評 解決探究性實驗題要過“三關(guān)”，即：審題觀，要做到看清題中所講的化學(xué)過程、看清題設(shè)條件、看清要解決的問題；分析觀，想化學(xué)過程所涉及的化學(xué)概念和所用的化學(xué)原理、想所給條件與所求問題的關(guān)系、想有無隱含條件及題目考查的內(nèi)容；解答觀，根據(jù)題意和條件，選擇最佳的答題方法，實驗驗證所選取的試劑要易得，操作要簡單，現(xiàn)象要明顯，結(jié)論要可靠．