Question

某同學設計了測定空氣中氧氣含量的實驗，實驗裝置如圖．該同學的實驗步驟如下：
①將圖中的集氣瓶按體積分為5等份，并作好標記．
②在帶橡皮塞和導管的燃燒匙內(nèi)裝入足量的紅磷，然后將導管上的止水夾夾緊，在酒精燈上點燃紅磷，并立即伸入集氣瓶內(nèi)，塞緊橡皮塞．
③充分反應后，待集氣瓶冷卻至室溫，打開止水夾．
請回答下列問題：
（1）該實驗中紅磷需稍過量，目的是

 

；
（2）步驟②集氣瓶中的現(xiàn)象是，步驟③中打開止水夾后觀察到的現(xiàn)象是

 

，此可得出空氣中氧氣的體積分數(shù)約為

 

．
（3）若將紅磷換成炭粉，該實驗能否獲得成功？為什么？

 

．
（4）小明在做氧氣的性質(zhì)實驗時，如圖操作，其中螺旋狀鐵絲的末端系一根火柴的作用是

 

．
如果該實驗中集氣瓶炸裂了，其可能的原因是

 

．
（5）小明對鐵絲在氧氣中燃燒為什么會火星四射進行探究．下表是他將純鎂條和不同含碳量的鐵絲（鎂條和鐵絲直徑均為0.4mm）放入氧氣中燃燒時的實驗現(xiàn)象的記錄．請分析回答：

物質(zhì)	鎂條	含碳0.05%的鐵絲	含碳0.2%的鐵絲	含碳0.6%的鐵絲
燃燒時 的現(xiàn)象	劇烈燃燒，發(fā)出 耀眼白光，無火星	劇烈燃燒 極少火星	劇烈燃燒 少量火星	（未填）

由此你得出的結論是

 

；推測“未填”格內(nèi)可能的現(xiàn)象是

 

．

Answer 1

考點：空氣組成的測定

專題：空氣與水

分析：（1）根據(jù)該實驗注意事項分析；
（2）根據(jù)紅磷的燃燒現(xiàn)象、反應結合壓強知識分析．紅磷與氧氣反應生成五氧化二磷固體，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；
（3）根據(jù)測定空氣中氧氣含量的實驗的原理分析．
（4）根據(jù)鐵絲在氧氣中燃燒的現(xiàn)象、注意注意的事項分析回答；
（5）通過對比可知鐵絲含碳越高，火星越多，所以鐵絲在氧氣中燃燒產(chǎn)生火星四射現(xiàn)象與含碳量有關．

解答：解：（1）該實驗中紅磷需稍過量，目的是：確保將集氣瓶內(nèi)的氧氣消耗盡；
（2）點燃的紅磷，在集氣瓶燃燒，生成大量的白煙；由于紅磷與氧氣反應生成五氧化二磷固體，消耗了瓶內(nèi)的氣體，壓強減小，所以，打開止水夾后觀察到的現(xiàn)是：燒杯中的水倒流至集氣瓶，液面上升在一等分刻度處；由此可得出空氣中氧氣的體積分數(shù)約為五分之一．本實驗還可推知氮氣：難溶于水，不支持燃燒；
（3）若將紅磷換成炭粉，該實驗不能獲得成功，因為碳粉燃燒消耗掉氧氣同時又生成了二氧化碳等氣體，瓶內(nèi)壓強基本不變，水不倒流．
（4）在做鐵絲在氧氣中燃燒實驗時，在螺旋狀鐵絲的末端系一根火柴的作用是引燃鐵絲．
鐵絲在氧氣中燃燒，集氣瓶炸裂了，其可能的原因是：集氣瓶底部未加少量的水或細砂．
（5）由實驗現(xiàn)象可以看出，當鐵絲中含碳量越多時，燃燒時火星就越多，因此鐵絲燃燒火星四射是由里面的炭引起的；由前三項對比可知鐵絲含碳量越高火星越多，故答案為：劇烈燃燒，火星四射．
故答案為：
（1）確保將集氣瓶內(nèi)的氧氣消耗盡；
（2）燒杯中的水倒流至集氣瓶，液面上升在一等分刻度處； 五分之一． 難溶于水．
（3）不能，因為碳粉燃燒消耗掉氧氣同時又生成了二氧化碳等氣體，瓶內(nèi)壓強基本不變，水不倒流．
（4）引燃鐵絲．集氣瓶底部未加少量的水或細砂．
（5）當鐵絲中含碳量越多時，燃燒時火星就越多；劇烈燃燒，火星四射．

點評：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、實驗結論和注意事項是解答這類題目的基礎．本題還通過對比實驗探究考查鐵絲燃燒的現(xiàn)象，同時要求能從探究中學會對比分析．