Question

18．某化學(xué)興趣小組的同學(xué)對空氣中氧氣含量的測定實驗進行探究．

（1）如圖1所示裝置和藥品進行實驗，可觀察到的現(xiàn)象是：紅磷燃燒冒出大量的白煙；，打開止水夾后看到水倒流至瓶中約$\frac{1}{5}$處．
（2）小明同學(xué)認為可用木炭代替紅磷測定空氣中氧氣的含量，小麗同學(xué)認為不可以，其原因是木炭燃燒產(chǎn)生CO₂氣體，瓶內(nèi)壓強不變，水不會倒流．
（3）小芳同學(xué)用鎂條代替紅磷來測定空氣中氧氣的含量．結(jié)果卻發(fā)現(xiàn)倒吸的水量遠遠超過集氣瓶的$\frac{1}{5}$．小組內(nèi)同學(xué)幫她仔細檢查，發(fā)現(xiàn)裝置的氣密性及操作步驟均無問題．你認為造成此現(xiàn)象的原因可能是鎂和空氣中的其它氣體成分發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)．
（4）小組內(nèi)同學(xué)反思上述實驗的探究過程后認為：用燃燒法測定空氣中氧氣含量的實驗時，在藥品的選擇或生成物的要求上應(yīng)考慮的是藥品要可燃，只與空氣中的氧氣反應(yīng)而不與其它成分反應(yīng)，生成物最好是固體．
（5）小組內(nèi)同學(xué)還對該實驗進行了如圖2改進．（已知試管容積為 45mL）．
實驗的操作步驟如下：
①點燃酒精燈．
②撤去酒精燈，待試管冷卻后松開彈簧夾．
③將少量紅磷平裝入試管中，將20mL的注射器活塞置于10mL刻度處，并按圖中所示的連接方式固定好，再將彈簧夾緊橡皮管．
④讀取注射器活塞的數(shù)據(jù)．
你認為正確的實驗操作順序是③①②④ （填序號）．注射器活塞將從10mL刻度處慢慢前移到約為1 mL刻度處才停止．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)紅磷在燃燒時的主要現(xiàn)象是：放熱，產(chǎn)生大量白煙解答；根據(jù)紅磷的燃燒結(jié)合壓強知識分析，紅磷與氧氣反應(yīng)生成固體，消耗了瓶內(nèi)的氣體，壓強減小，外界大氣壓會壓著水進入集氣瓶解答；
（2）根據(jù)木炭燃燒產(chǎn)生二氧化碳，集氣瓶內(nèi)氣體壓強不變解答；
（3）鎂條不但可以和氧氣反應(yīng)，也可以和氮氣反應(yīng)，可以據(jù)此解答；
（4）根據(jù)藥品與氧氣反應(yīng)的產(chǎn)物是否能夠產(chǎn)生壓強差來進行解答；
（5）對于用注射器改進后的儀器其刻度更容易讀取，計算部分要注意被反應(yīng)消耗掉的是試管內(nèi)的氧氣，不包含注射器內(nèi)的部分．

解答 解：（1）紅磷在燃燒時的主要現(xiàn)象是：放熱，產(chǎn)生大量白煙；紅磷與氧氣反應(yīng)，生成了五氧化二磷固體，所以會導(dǎo)致集氣瓶內(nèi)壓強減小，水被壓入集氣瓶，進入的水量正好占據(jù)集氣瓶內(nèi)氧氣的空間，約為集氣瓶體積的五分之一；
（2）一般不用木炭的原因是：木炭燃燒產(chǎn)生二氧化碳，集氣瓶內(nèi)氣體壓強不變；
（3）鎂條不但可以和氧氣反應(yīng)，也可以和氮氣反應(yīng)，所以消耗的氣體的體積要大于五分之一，進入廣口瓶中水的體積也會超過五分之一；
（4）根據(jù)藥品與氧氣反應(yīng)的產(chǎn)物是否能夠產(chǎn)生壓強差可以知道在選擇藥品時要保證藥品本身是固體，能且只能和空氣中氧氣反應(yīng)，且生成物不是氣體；
（5）小組內(nèi)同學(xué)還對該實驗進行了如圖2下改進．（已知試管容積為35mL）．
實驗的操作步驟如下：①點燃酒精燈．②撤去酒精燈，待試管冷卻后松開彈簧夾．
③將少量紅磷平裝入試管中，將20mL的注射器活塞置于10mL刻度處，并按上圖中所示的連接方式固定好，再將彈簧夾緊橡皮管．④讀取注射器活塞的數(shù)據(jù)．正確的實驗操作順序是③①②④．
而對應(yīng)用注射器進行的實驗改進，相對先前的實驗，數(shù)據(jù)更容易獲取，因為注射器有精確的刻度．計算部分要注意反應(yīng)消耗掉的是試管內(nèi)的氧氣，不包含注射器內(nèi)的部分，所以消耗氧氣是45的$\frac{1}{5}$，即9mL，所以注射器活塞應(yīng)該向左滑動到“1”．
答案：
（1）紅磷燃燒冒出大量的白煙；水倒流至瓶中約$\frac{1}{5}$處．
（2）木炭燃燒產(chǎn)生CO₂氣體，瓶內(nèi)壓強不變，水不會倒流．
（3）鎂和空氣中的其它氣體成分發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)．
（4）藥品要可燃，只與空氣中的氧氣反應(yīng)而不與其它成分反應(yīng)，生成物最好是固體（答出兩點，即可給分）
（5）③①②④； 1

點評 本考點考查的是空氣中氧氣含量的探究實驗，根據(jù)實驗操作圖，回憶實驗中現(xiàn)象，由實驗中的注意事項，對實驗結(jié)果進行評價，從而理解該實驗的探究目的．對實驗結(jié)果進行評價，是近幾年中考的重點之一，要好好把握．注意尤其是注射器類似的本身內(nèi)部有氣體的可能的干擾就是要強調(diào)對題意的準確把握．熟記用紅磷測定空氣里氧氣含量的實驗原理、操作步驟、實驗現(xiàn)象、實驗結(jié)論和注意事項是解答這類題目的基礎(chǔ)．