Question

【題目】某校化學(xué)興趣小組就空氣中氧氣的含量進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究：

（選擇藥品）

（1）同學(xué)們想采用燃燒的方法除去氧氣，選擇的藥品應(yīng)滿足：既要能消耗氧氣，又不會(huì)與空氣中的其他成分反應(yīng)，同時(shí)還要滿足_____。

（2）經(jīng)討論后同學(xué)們選擇了紅磷做為可燃物。紅磷發(fā)生燃燒反應(yīng)的文字或符號(hào)表達(dá)式_____。

（3）同學(xué)們還一致認(rèn)為不能用鐵絲代替紅磷，原因是_____。

（進(jìn)行實(shí)驗(yàn)）

同學(xué)們進(jìn)行了如圖1所示的實(shí)驗(yàn)。以下是同學(xué)們?cè)趯?shí)驗(yàn)過程中的一些做法，正確的是_____（填字母）；

A 實(shí)驗(yàn)前一定要檢查裝置的氣密性

B 點(diǎn)燃紅磷前，彈簧夾要夾緊橡膠導(dǎo)管

C 點(diǎn)燃紅磷后立即伸入瓶中并把塞子塞緊

D 待紅磷燃燒的火焰熄滅后立刻打開彈簧夾

（現(xiàn)象與結(jié)論）

若所有操作均正確打開彈簧夾后，同學(xué)們觀察到的現(xiàn)象是_____；由此他們得出的關(guān)于空氣中氧氣含量的結(jié)論是_____。

（改進(jìn)實(shí)驗(yàn)）

同學(xué)們又設(shè)計(jì)了圖2方案：選用實(shí)際容積為20mL的試管作反應(yīng)容器，將過量的紅磷放入試管中，用橡皮塞塞緊試管口，通過導(dǎo)管與潤滑性很好的針筒注射器組成如圖2的實(shí)驗(yàn)裝置。假設(shè)此實(shí)驗(yàn)?zāi)馨凑胀瑢W(xué)們的設(shè)想正常進(jìn)行，且紅磷所占體積與導(dǎo)管內(nèi)的氣體體積忽略不計(jì)，請(qǐng)回答下列問題：

（1）若先夾緊彈簧夾，再用酒精燈加熱紅磷，待燃燒結(jié)束，并等到試管冷卻后再松開彈簧夾。可觀察到注射器的活塞前沿停在約_____（填數(shù)字）mL刻度處。

（2）與圖1的實(shí)驗(yàn)裝置相比較，圖2裝置的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是_____。

Answer 1

【答案】不生成氣體 鐵絲在空氣中無法燃燒 ABC 水進(jìn)入集氣瓶約占瓶內(nèi)氣體體積的五分之一 氧氣約占空氣體積的五分之一 4 使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確

【解析】

[選擇藥品]

（1）選擇的藥品既要能消耗氧氣，又不會(huì)跟空氣中的其它成分反應(yīng)，而且生成物為固體，不能生成氣體；

（2）紅磷燃燒生成五氧化二磷，反應(yīng)文字表達(dá)式為：紅磷+氧氣五氧化二磷，符號(hào)表達(dá)式為：；

（3）鐵絲在空氣中不能燃燒，所以不能用鐵絲代替紅磷測(cè)定空氣中氧氣的含量；

[進(jìn)行實(shí)驗(yàn)]

A 實(shí)驗(yàn)前一定要檢查裝置的氣密性，裝置漏氣時(shí)，氧氣耗盡，空氣及時(shí)補(bǔ)充，達(dá)不到實(shí)驗(yàn)的目的，故正確；

B 點(diǎn)燃紅磷前，彈簧夾要夾緊橡膠導(dǎo)管，正確；

C 點(diǎn)燃紅磷后立即伸入瓶中并把塞子塞緊，若緩慢伸入，會(huì)使集氣瓶中的氣體受熱排出一部分，會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏大，故正確；

D火焰熄滅后不能立即打開彈簧夾，因?yàn)榇藭r(shí)剩余的氣體在受熱狀態(tài)下，處于膨脹狀態(tài)，占據(jù)了部分水的體積，故錯(cuò)誤；

故選：ABC。

[現(xiàn)象與結(jié)論]

若所有操作均正確打開彈簧夾后，同學(xué)們觀察到的現(xiàn)象是水進(jìn)入集氣瓶約占瓶內(nèi)氣體體積的五分之一，由此他們得出的關(guān)于空氣中氧氣含量的結(jié)論是：氧氣約占空氣體積的五分之一。

[改進(jìn)實(shí)驗(yàn)]

（1）若先夾緊彈簧夾，再用酒精燈加熱紅磷，待燃燒結(jié)束，并等到試管冷卻后再松開彈簧夾，只是消耗了20mL空氣中的氧氣，由于氧氣約占空氣體積的五分之一，計(jì)算出被消耗氧氣的體積為4mL，故可觀察到注射器的活塞前沿停在約4mL刻度處；

（2）圖2的設(shè)計(jì)操作與圖1比較，氣密性更好，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確，它可以防止磷燃燒產(chǎn)生的白煙散逸到空氣中，再就是裝置的刻度更清楚，讀數(shù)更容易。