Question

5．某化學興趣小組的同學對空氣中氧氣含量的測定實驗進行探究．

（1）如圖1所示裝置和藥品是教材設計的測定空氣中氧氣的含量實驗，小明同學認為可用木炭代替紅磷測定空氣中氧氣的含量．小麗同學認為不可以，其原因是碳與氧氣反應后生成的二氧化碳是氣體．
（2）小芳同學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)象的原因可能是空氣中除氧氣外還有其他物質(zhì)與鎂反應．
（3）小組內(nèi)同學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同時考慮兩點，一是藥品（或反應物）只能與氧氣反應，二是生成物不能是氣體．
（4）小組內(nèi)同學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1mL刻度處才停止．

Answer 1

分析 本題是測定空氣中氧氣的含量，我們常用燃燒紅磷的方法，因為磷燃燒生成白色固體五氧化二磷，幾乎不占空間，使內(nèi)外產(chǎn)生氣壓差，從而得到正確的結(jié)論．因此在選擇可燃物時，必須考慮到：燃燒的條件；生成物的狀態(tài)；不與空氣中其他物質(zhì)發(fā)生反應．保證本實驗成功的關(guān)鍵是：①裝置氣密性好；②紅磷要足量；③要冷卻至室溫再讀數(shù)，可以據(jù)此結(jié)合題給要求答題．

解答 解：（1）木炭對應產(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正確的結(jié)果的．
（2）鎂條不但可以和氧氣反應，也可以和氮氣反應，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；
（3）根據(jù)藥品與氧氣反應的產(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，且生成物不是氣體；
（4）對應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，所以注射器活塞應該向左滑動到“1”．
故答案為：（1）碳與氧氣反應后生成的二氧化碳是氣體．
（2）空氣中除氧氣外還有其他物質(zhì)與鎂反應．
（3）藥品（或反應物）只能與氧氣反應；生成物不能是氣體．
（4）③①②④；1．

點評 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定，要注意測定原理、實驗關(guān)鍵、現(xiàn)象和結(jié)論、裝置的評價和改進等內(nèi)容的考查．