Question

【题目】某化学兴趣小组对教材中“测定空气里氧气含量”的实验(见图I)进行了大胆改进。设计图(II)(选用容积为45mL的试管作反应容器)实验方案进行，收到了良好的效果。请你对比分析下面图I、图II实验，回答下列有关问题：

(1)图I实验中红磷燃烧观察到的现象是____。生成物的化学式为____；

(2)图II实验的操作步骤如下：

①点燃酒精灯。

②撤去酒精灯，待试管冷却后松开弹簧夹。

③将稍过量的红磷平装入试管中，将20mL的注射器活塞置于10mL刻度处，并按图II中所示的连接方式固定好，再将弹簧夹紧橡皮管。

④读取注射器活塞的数据。

⑤检查装置气密性

你认为正确的实验操作顺序是____(填序号)。

(3)图II实验中，注射器活塞最终将从10 mL刻度处慢慢前移到约为____mL刻度处才停止。

(4)对照图I实验，你认为图II实验有何优点？(回答一点即可)____。

(5)这个实验除了可以得出氧气约占空气体积的1/5的结论外，还可以推出剩余气体____。(填“易”或“难”)溶于水和其化学性质____(填“活泼”或“稳定”)的结论。

(6)随后该组同学又用镁条来进行实验(如图III所示)，实验结束后经测定，结果进入集气瓶中水的体积约为其容积的70%，可能的原因是___。

(7)小明和小芳在讨论“能否用木炭燃烧法来粗略测定空气中氯气的含量”这一问题时，小芳认为：通过图I装置，用木炭燃烧法测得空气中氧气的含量会___(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。她根据木炭燃烧产物的特点阐述了自己的理由：____。

(8)设想用其他物质代替红磷进行实验(图I)，则下列因素不会影响实验结果的是（______）

A 替代物能否和氧气反应 B 替代物的用量

C 替代物能否溶于水 D 生成物的状态

Answer 1

【答案】产生大量白烟，放出热量 P2O5 ⑤③①②④ 1 节约药品、误差更小、读数更准确（合理即可） 难 稳定 镁条与空气中其他气体发生了反应 偏低 二氧化碳是气体，不会引起压强的改变 C

【解析】

测定空气中氧气含量实验中，选择的可燃物必须只与氧气反应，且不产生新的气体，才可以引起压强的变化；同时要确保可燃物过量，否则氧气消耗不充分。

（1）红磷在空气中燃烧，产生大量白烟，放出热量，与氧气反应生成的物质是五氧化二磷，化学式为：P2O5。

（2）图Ⅱ实验中，首先需要检查装置的气密性，然后装入药品，再点燃酒精灯将红磷引燃，待反应进行完全后，冷却至室温，最后打开弹簧夹，此时注射器往前移动的距离即为试管内消耗的氧气的量，因此正确的操作顺序应该是⑤③①②④。

（3）空气中氧气的含量约占五分之一，因此容积为45mL的试管作反应容器，瓶内的氧气含量为9mL，故会消耗9mL氧气，从而注射器会从10cm向前移动到1cm处停止前进。

（4）图Ⅰ测量时需要先将红磷在瓶外引燃，而图Ⅱ可以直接在试管内将红磷引燃，误差较小；且注射器带有刻度，可直接准备读数；试管体积更小，可节约红磷用量；故可答误差更小，读数更准确，节约药品等。

（5）红磷燃烧消耗瓶内氧气，不消耗其他气体，因此通过进入集气瓶内的水的体积推测出氧气含量，故剩余气体难溶于水，且化学性质稳定。

（6）进入集气瓶中水的体积约为其容积的70%，超过了氧气的含量1/5，因此可能原因是镁条与空气中其他气体发生了反应。

（7）木炭燃烧产生二氧化碳气体，消耗氧气的同时产生新气体，瓶内气体体积不变化，压强不会减小，因此测定的氧气含量偏低，因为二氧化碳是气体，压强不会改变。

（8）选择的可燃物必须只与氧气反应，且不产生新的气体，才可以引起压强的变化；同时要确保可燃物过量，否则氧气消耗不充分，会产生较大误差，故答案选择C。