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4.小明用如图A所示装置测定空气中氧气的含量.

(1)实验时,取下橡胶塞,点燃红磷后迅速伸入集气瓶中并旋紧橡胶塞,这时看到的现象是红磷继续燃烧,产生(大量)白烟;该实验中红磷需稍过量,目的是充分反应掉集气瓶中的氧气;该反应的文字表达式为磷+氧气 $\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷若将红磷换成木炭粉,该实验能否成功?不能(填“能”或“不能”).理由是碳与氧气反应,消耗氧气,但同时又生成二氧化碳气体,瓶中的压强没有减小
(2)小明又设计了如图B所示的改进装置,其优点是操作简单或实验误差小或不污染空气等(只需写一点).从理论上分析,玻璃管内液面最终将上升至1处(填“1”、“2”、“3”、“4”),但实测结果液面往往偏低,其原因可能是
红磷不足或未冷却到室温就观察(只需写一条);
(3)他在一本参考书上发现,镁居然能在氮气中燃烧.于是他用镁代替红磷做起了这个实验,实验完毕,你认为进入集气瓶中水的体积大于(填大于、小于或等于)总容积的$\frac{1}{5}$.

分析 本题的关键是利用A中集气瓶和B中玻璃管上的刻度来测定空气中氧气的含量,首先应让集气瓶和玻璃管充满空气,再根据红磷与氧气反应来观察空气体积的变化.同时运用了压强的知识,内部气体减少,液体会在外界大气压的作用下沿导管进入瓶中或玻璃管中.
(1)该实验是点燃红磷后要迅速塞好瓶塞,易出现误差,一定会出现红磷在瓶外燃烧的过程.
(2)改进后的实验避免了(1)中出现的问题,操作简单,也不会出现红磷在瓶外燃烧的过程.若出现液面偏低,应是红磷不足或是反应后温度过高,气体受热膨胀.
(3)镁条既能与氧气反应又能与氮气反应,所以消耗的气体比只有氧气要多.

解答 解:(1)红磷燃烧会生成五氧化二磷固体颗粒,所以观察现象会看到白烟.该实验中红磷需稍过量,目的是充分反应掉集气瓶中的氧气;该反应的文字表达式为:;磷+氧气 $\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷;若将红磷换成木炭粉,该实验不能成功,理由是碳与氧气反应,消耗氧气,但同时又生成二氧化碳气体,瓶中的压强没有减小;
(2)改进的实验可通过铜丝传导热量,使玻璃管中的铜丝和红磷反应,操作比(1)简单;氧气占空气体积的五分之一,所以从理论上液面会上升到刻度1处;若液面偏低,可能是红磷太少或是由于反应放热,导致温度过高,气体膨胀.
(3)由于镁条即能与氧气反应又能与氮气反应,因此消耗的气体体积应大于五分之一.
故答案为:
(1)红磷继续燃烧,产生(大量)白烟;充分反应掉集气瓶中的氧气;磷+氧气 $\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷;不能;碳与氧气反应,消耗氧气,但同时又生成二氧化碳气体,瓶中的压强没有减小
(2)操作简单或实验误差小或不污染空气等;1;红磷不足或未冷却到室温就观察;
(3)大于.

点评 本题对照原来的装置,通过改进的装置对空气中氧气含量的测定进行了考查,较新颖.

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(4)下面是制氧气的实验步骤:①加热;②收集气体;③检查装置的气密性;④装入高锰酸钾;⑤将试管固定在铁架台上;⑥熄灭酒精灯;⑦将导管移出水面.正确的顺序为③④⑤①②⑦⑥(用序号表示)
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(4)将另一支试管在酒精灯的外焰上加热,一段时间后,观察到绿色粉末逐渐变成黑色,试管口有水滴滴出.
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