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象是

紅磷劇烈燃燒產生大量白煙，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：

木炭燃燒產生CO2是氣體，瓶內壓強不變，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，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．結果卻發現倒吸的水量遠遠超過集氣瓶的1/5．小組內同學幫她仔細檢查，發現裝置的氣密性及操作步驟均無問題．你認為造成此現象的原因可能是

鎂也和空氣中的其它氣體成分（如氮氣）發生了化學反應

．
（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：

本身是固體，只能夠和空氣中氧氣或者氮氣等單一物質反應，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據．
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：本題考查的內容有常規性的實驗現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生的截然相反地誤差的原因，這要求學生要從瓶內壓強的變化去分析．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的氧氣，不包含注射器內的部分．

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．為了保證結果的精確，加入的物質需要滿足能夠消耗了密閉容器內的氧氣，而不產生新的氣體，這樣就可以滿足替代的要求．
（二）木炭對應產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，數據更容易獲取，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，不引起裝置內壓強的改變，水不會倒流進入瓶內（回答時可以不提一氧化碳）
（3）鎂條和空氣中其他成分也發生了反應
（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部有氣體的可能的干擾就是要強調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