Question

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）如上圖所示裝置和藥品進行實驗，可觀察到的現(xiàn)象是：

 

，打開止水夾后看到

 

．
（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

 

．
（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

 

．
（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

 

．
（5）小組內(nèi)同學(xué)還對該實驗進行了如下改進．（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)．
你認為正確的實驗操作順序是

 

（填序號）．注射器活塞將從10mL刻度處慢慢前移到約為

 

mL刻度處才停止．

Answer 1

分析：（一）本題設(shè)計很有梯度，后面的問題在前面的問題的鋪墊下稍加思考總結(jié)都能夠形成結(jié)論．實驗改進時建立在實驗原理之上的，本實驗的原理是借助對空氣中氧氣（也可以是氮氣，不過初中沒有相關(guān)反應(yīng)）的消耗引起裝置內(nèi)壓強的改進，從而使外界便于測定體積的液體進入裝置內(nèi)．也就是為了保證結(jié)果的精確，加入的物質(zhì)需要滿足能夠和空氣中的低濃度的氧氣反應(yīng)，生成的產(chǎn)物不能使氣體，這樣就可以滿足替代的要求．
（二）木炭對應(yīng)產(chǎn)物是二氧化碳和一氧化碳，而鎂條不僅僅能夠與氧氣反應(yīng)，而且還能和氮氣反應(yīng)，這樣就導(dǎo)致不能得到相應(yīng)的結(jié)論．
（三）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．但是也有難度：怎么樣減少因為注射器活塞的摩擦造成的誤差．

解答：解：
（一）實驗改進時建立在實驗原理之上的，本實驗的原理是借助對空氣中氧氣（也可以是氮氣，不過初中沒有相關(guān)反應(yīng)）的消耗引起裝置內(nèi)壓強的改進，從而使外界便于測定體積的液體進入裝置內(nèi)．也就是為了保證結(jié)果的精確，加入的物質(zhì)需要滿足能夠和空氣中的低濃度的氧氣反應(yīng)，生成的產(chǎn)物不能使氣體，這樣就可以滿足替代的要求．
（二）木炭對應(yīng)產(chǎn)物是二氧化碳和一氧化碳，所以用木炭代替紅磷是不會得到對應(yīng)的結(jié)果的．而鎂條不僅僅能夠與氧氣反應(yīng)，而且還能和氮氣反應(yīng)，這樣就造成進入液體的體積遠遠超過

1

5

（分析時一定要注意對反應(yīng)條件中氣密性等已經(jīng)說明的良好，否則很容易就理解為氣密性或者藥品的量等原因）．
（三）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

1

5

，即9mL，所以注射器活塞應(yīng)該向左滑動到“1”．（但是也有難度：怎么樣減少因為注射器活塞的摩擦造成的誤差．）
故答案：
（1）紅磷燃燒放出大量白煙，同時釋放出大量的熱；當冷卻到室溫后打開止水夾，水倒流入容器約容器容積的

1

5

．
（2）木炭燃燒生成氣體二氧化碳和一氧化碳，不引起裝置內(nèi)壓強的改變，水不會倒流進入瓶內(nèi)（回答時可以不提一氧化碳）
（3）鎂條和空氣中其他成分也發(fā)生了反應(yīng)
（4）本身是固體，能夠和空氣中氧氣或者氮氣單一物質(zhì)反應(yīng)，且生成物不是氣體
（5）③①②④，1

點評：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．