Question

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)象是

紅磷劇烈燃燒產(chǎn)生大量白煙，同時釋放出大量的熱，待裝置冷卻到室溫打開止水夾，水倒流至瓶中約1/5 處．

．該反應的文字表達式為

紅磷+氧氣

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，其原因是：

木炭燃燒產(chǎn)生CO2是氣體，瓶內(nèi)壓強不變，水不會倒流

．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（未冷卻到室溫讀數(shù)，裝置漏氣）

．
（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

鎂也和空氣中的其它氣體成分（如氮氣）發(fā)生了化學反應

．
（4）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考慮的是：

本身是固體，只能夠和空氣中氧氣或者氮氣等單一物質(zhì)反應，生成物是固體（若不是固體，可選擇可以吸收該氣體的液體來代替水）

．
（5）小組內(nèi)同學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）此實驗還可推知反應后剩余氣體的兩點性質(zhì)是

不能燃燒，也不能支持燃燒，（不易溶于水）

．

Answer 1

分析：本題考查的內(nèi)容有常規(guī)性的實驗現(xiàn)象的描述和文字表達式的書寫，實驗誤差分析，在此基礎上加大了深度，分析木炭能否代替紅磷以及鎂帶代替紅磷燃燒產(chǎn)生的截然相反地誤差的原因，這要求學生要從瓶內(nèi)壓強的變化去分析．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(nèi)的氧氣，不包含注射器內(nèi)的部分．

解答：解：（一）實驗改進是建立在實驗原理之上的，本實驗的原理是借助紅磷對空氣中氧氣（也可以是氮氣，不過初中沒有相關反應）的消耗引起裝置內(nèi)壓強的減小，等泠卻后打開止水夾，從而使燒杯中的水倒流進裝置內(nèi)．為了保證結果的精確，加入的物質(zhì)需要滿足能夠消耗了密閉容器內(nèi)的氧氣，而不產(chǎn)生新的氣體，這樣就可以滿足替代的要求．
（二）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對應的結果的．而鎂條不僅僅能夠與氧氣反應，而且還能和氮氣反應，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1 5，即9mL，所以注射器活塞應該向左滑動到“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
（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，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)對題意的準確把握對實驗的改進從不同行角度分析評價時，要從題目本身的而分析角度來進行，而不是先分析后解答具體的問題，即分析要有針對性