Question

10．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所示裝置和藥品進行實驗，實驗中可觀察到的現(xiàn)象產(chǎn)生大量白煙，待裝置冷卻到室溫后，打開止水夾看到水進入廣口瓶中大約占廣口瓶容積的五分之一，該反應的文字表達式磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷．
（2）甲同學認為可用木炭代替紅磷測定空氣中氧氣的含量，乙同學 認為不可以，其原是：木炭燃燒后生成二氧化碳，不能在廣口瓶內外產(chǎn)生壓強差，水不會倒流進入瓶內．
乙同學用圖1實驗裝置測定的結果是：空氣中氧氣含量與正常值有較明顯的偏差，其原因可能是（答出一種即可）：紅磷不足．
（3）丙同學用鎂條代替紅磷來測定空氣中氧氣的含量．結果卻發(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．
（4）小組內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，且生成物不是氣體

（5）小組內同學還對該實驗進行了如圖2改進．（已知試管容積為 45mL）實驗的主要操作步驟如下：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1 mL刻度處才停止．
（6）由圖1實驗還可推知反應后剩余氣體的兩點性質是
①物理性質不溶于水
②化學性質不能燃燒，不支持燃燒．

Answer 1

分析 （1）紅磷燃燒產(chǎn)生大量白煙打開止水夾后燒杯中的水進入廣口瓶中大約占廣口瓶容積的五分之一，可以據(jù)此解答該題；
（2）木炭燃燒后生成二氧化碳，不能在廣口瓶內外產(chǎn)生壓強差，可以據(jù)此解答該題；
（3）鎂條不但可以和氧氣反應，也可以和氮氣反應，可以據(jù)此解答；
（4）根據(jù)藥品與氧氣反應的產(chǎn)物是否能夠產(chǎn)生壓強差來進行解答；
（5）對于用注射器改進后的儀器其刻度更容易讀取，計算部分要注意被反應消耗掉的是試管內的氧氣，不包含注射器內的部分；
（6）根據(jù)氮氣不溶于水，不能燃燒，不支持燃燒解答；

解答 解：
（1）紅磷燃燒的文字表達是：磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷．紅磷燃燒產(chǎn)生大量白煙打開止水夾后燒杯中的水進入廣口瓶中大約占廣口瓶容積的五分之一，；
（2）木炭燃燒后生成二氧化碳，不能在廣口瓶內外產(chǎn)生壓強差，水不會倒流進入瓶內；紅磷不足、裝置漏氣、點燃后沒有迅速伸入集氣瓶并塞緊橡皮塞、沒有冷卻到室溫就打開彈簧夾等都能使測定的結果和實際結果不相符．
（3）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；
（4）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；
（5）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的氧氣，不包含注射器內的部分，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”．
（6）由此實驗推知剩余氣體具有的性質是不溶于水，不能燃燒，不支持燃燒．
故答案為：
（1）產(chǎn)生大量白煙；水進入廣口瓶中大約占廣口瓶容積的五分之一；磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷；
（2）木炭燃燒后生成二氧化碳，不能在廣口瓶內外產(chǎn)生壓強差，水不會倒流進入瓶內；紅磷不足；
（3）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；
（4）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；
（5）③①②④，1．
（6）不溶于水；不能燃燒，不支持燃燒．

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、實驗關鍵、現(xiàn)象和結論、裝置的評價和改進等內容的考查．