Question

14．某化學(xué)興趣小組的同學(xué)對(duì)空氣中氧氣含量的測(cè)定實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究．

（1）如圖1所示裝置和藥品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中可觀察到的現(xiàn)象發(fā)出黃光、產(chǎn)生大量白煙，該反應(yīng)的文字表達(dá)式為磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷．
（2）甲同學(xué)認(rèn)為可用木炭代替紅磷測(cè)定空氣中氧氣的含量，乙同學(xué) 認(rèn)為不可以，其原因是：木炭燃燒后生成二氧化碳，不能在廣口瓶?jī)?nèi)外產(chǎn)生壓強(qiáng)差，水不會(huì)倒流進(jìn)入瓶?jī)?nèi)．
（3）小組內(nèi)同學(xué)反思上述實(shí)驗(yàn)的探究過(guò)程后認(rèn)為：用燃燒法測(cè)定空氣中氧氣含量的實(shí)驗(yàn)時(shí)，在藥品的選擇或生成物的要求上應(yīng)考慮的是：要保證藥品本身是固體，能且只能和空氣中氧氣反應(yīng)；生成物不是氣體（寫兩點(diǎn)）
（4）小組內(nèi)同學(xué)還對(duì)該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了如下改進(jìn)．（已知試管容積為 30mL）
實(shí)驗(yàn)的操作步驟如下：①點(diǎn)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2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(rèn)為正確的實(shí)驗(yàn)操作順序是③①②④（填序號(hào)）．注射器活塞將從10mL刻度處慢慢前移到約為4mL刻度處才停止；若在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，忘記將止水夾夾緊了，則在燃燒過(guò)程中活塞的運(yùn)動(dòng)情況是先向右移動(dòng)，后向左移動(dòng)，最后活塞會(huì)停留在約2mL刻度處才停止．（橡皮管內(nèi)的空氣忽略不計(jì)）
（5）此實(shí)驗(yàn)還可推知反應(yīng)后剩余氣體的性質(zhì)是不燃燒、也不支持燃燒（或難溶于水）．（寫出一種即可）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)紅磷在空氣中燃燒的現(xiàn)象以及反應(yīng)的原理來(lái)分析；
（2）木炭燃燒后生成二氧化碳，不能在廣口瓶?jī)?nèi)外產(chǎn)生壓強(qiáng)差，可以據(jù)此解答該題；
（3）根據(jù)測(cè)定空氣中氧氣含量的原理來(lái)進(jìn)行解答；
（4）對(duì)于用注射器改進(jìn)后的儀器其刻度更容易讀取，計(jì)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；若忘記夾緊止水夾，則消耗的氧氣為試管和注射器內(nèi)空氣中的氧氣；
（5）根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來(lái)分析剩余氣體的性質(zhì)．

解答 解：（1）紅磷燃燒發(fā)出黃光、產(chǎn)生大量白煙，反應(yīng)的文字表達(dá)式為：磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷；故填：發(fā)出黃光、產(chǎn)生大量白煙；磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷；
（2）木炭燃燒后生成二氧化碳，不能在廣口瓶?jī)?nèi)外產(chǎn)生壓強(qiáng)差，水不會(huì)被壓入瓶?jī)?nèi)，所以不能用木炭代替紅磷測(cè)定空氣中氧氣的含量；故填：木炭燃燒后生成二氧化碳，不能在廣口瓶?jī)?nèi)外產(chǎn)生壓強(qiáng)差，水不會(huì)倒流進(jìn)入瓶?jī)?nèi)；
（3）根據(jù)藥品與氧氣反應(yīng)的產(chǎn)物是否能夠產(chǎn)生壓強(qiáng)差可以知道在選擇藥品時(shí)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；故填：要保證藥品本身是固體，能且只能和空氣中氧氣反應(yīng)；生成物不是氣體；
（4）從儀器的組裝實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行以及結(jié)論的形成等環(huán)節(jié)可知：按儀器的組裝→裝藥品并固定→點(diǎn)燃酒精燈加熱→反應(yīng)后撤去酒精燈，待試管冷卻后松開彈簧夾，實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行→讀取注射器活塞的數(shù)據(jù)得出結(jié)論，所以實(shí)驗(yàn)操作順序應(yīng)是：③①②④．對(duì)應(yīng)用注射器進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)，相對(duì)先前的實(shí)驗(yàn)，數(shù)據(jù)更容易獲取，因?yàn)樽⑸淦饔芯�確的刻度．計(jì)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，因?yàn)檠鯕饧s占空氣體積的$\frac{1}{5}$，而試管的容積是30mL，當(dāng)其內(nèi)氧氣被耗盡時(shí)氣體減少的體積為：30mL×$\frac{1}{5}$，即6mL，所以注射器活塞應(yīng)該向左滑動(dòng)到“4”．若在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，忘記將止水夾夾緊了，則空氣的總體積為（30mL+10mL）=40mL，紅磷燃燒消耗的氧氣體積為40mL×$\frac{1}{5}$=8mL，所以注射器活塞應(yīng)該向左滑動(dòng)到“2”．由于紅磷燃燒放出熱量，造成裝置內(nèi)的氣體體積受熱膨脹，所以觀察到注射器的活塞向右移動(dòng)，隨著反應(yīng)的結(jié)束，氧氣的消耗以及溫度的降低，裝置內(nèi)的壓強(qiáng)減小，注射器活塞又向左移動(dòng)，最終停留在刻度“2”處；故填：③①②④；4；先向右移動(dòng)，后向左移動(dòng)；2；
（5）反應(yīng)后剩余的作用氣體是氮?dú)�，說(shuō)明氮?dú)獠荒苋紵�，也不能支持燃燒這是化學(xué)性質(zhì)，氮?dú)怆y溶于水，這是物理性質(zhì)．故填：不燃燒、也不支持燃燒（或難溶于水）．

點(diǎn)評(píng) 空氣是人類寶貴的自然資源，在中考中占有重要的地位，特別是空氣中氧氣含量的測(cè)定，要注意測(cè)定原理、實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵、現(xiàn)象和結(jié)論、裝置的評(píng)價(jià)和改進(jìn)等內(nèi)容的考查．