Question

7．某校化學興趣小組就空氣中氧氣的含量進行實驗探究：
【集體討論】

（1）討論后同學們認為，選擇的藥品既要能消耗氧氣，又不會跟空氣中的其它成分反應，而且生成物為固體．他們應該選擇（填編號）B，
A．蠟燭      B．紅磷      C．硫粉
為了充分消耗容器中的氧氣，藥品的用量應保證足量．
（2）小組同學共同設計了如上圖的兩套裝置，你認為合理的是（填編號）A．
為了確保實驗的成功，在裝藥品之前應該檢查裝置的氣密性．
【分組實驗】在討論的基礎上，他們分組進行了實驗．
【數據分析】實驗結束后，整理數據如下：（注：集氣瓶容積為100mL）

組    別	1	2	3	4	5	6
進入集氣瓶中水的體積（mL）	20	21	19	20	22	18

（3）通過對實驗結果的交流，大多數同學都驗證出氧氣約占空氣體積的$\frac{1}{5}$．通過實驗還可以推斷集氣瓶中剩余氣體是難溶于水、不助燃、不可燃．
【實驗拓展】
（4）小組的同學做完實驗后又嘗試用木炭重新做了以上實驗，發現水幾乎沒有進入集氣瓶．經討論，同學們一致認為如果事先在集氣瓶內注入少量澄清石灰水來吸收木炭燃燒產生的CO₂氣體，實驗也能取得較好的效果．

Answer 1

分析 （1）磷燃燒生成五氧化二磷固體，為保證耗盡瓶內氧氣，一般加入過量的藥品；
（2）同樣都是紅磷，放在不同的位置會對應不同的實驗結果，由于氧氣相對密度較大，因此讓紅磷在較低的位置能夠更有效消耗裝置內的氧氣；
（3）把實驗數據求平均值就是氧氣的相對準確的數值，剩余氣體量不變證明其難溶于水亦不能燃燒且不與紅磷反應，只有氧氣才能與紅磷反應；
（4）木炭燃燒生成二氧化碳氣體，然后根據二氧化碳的性質進行解答；

解答 解：（1）因為蠟燭和硫粉燃燒后產生新的氣體，不能使瓶內壓強改變，故選B；通常加入過量的藥品，確保瓶內氧氣完全消耗；故答案為：B；足量
（2）實驗A和B的區別在于紅磷的位置，而這一點與氧氣的密度有關，由于氧氣的密度大于空氣，所以紅磷在稍微低的位置更利于反應的進行，也更利于氧氣的消耗，所以實驗設計A更合理．為了確保實驗的成功，在裝藥品之前應該 檢查裝置的氣密性，裝置漏氣會使結果不準確．故答案為：A；檢查裝置的氣密性．
（3）通過表中數據分析，平均各小組的數值為20mL，即氧氣的體積為20mL，所以氧氣約占空氣體積的$\frac{1}{5}$；剩余氣體量不變證明其難溶于水亦不能燃燒且不與紅磷反應．故答案為：$\frac{1}{5}$；難溶于水、不助燃、不可燃
（4）測定空氣中氧氣的含量應選擇能與空氣中的氧氣反應，并且在空氣中只能與氧氣反應，生成的物質只能是固體．木炭燃燒生成二氧化碳，所以應用少量的氫氧化鈣溶液來吸收二氧化碳，這樣就不會影響實驗結果．
故答案為：
（1）B；足量；
（2）A；檢查裝置的氣密性；
（3）$\frac{1}{5}$；難溶于水、不助燃、不可燃
（4）CO₂

點評 本題主要考查用紅磷測定空氣組成的實驗原理、操作、現象、結論和注意事項，難度稍大．