Question

某化學興趣活動小組為測定空氣中氧氣的含量，進行如下探究實驗：
（1）如圖甲所示，在一個具有刻度和可以滑動的活塞的玻璃容器中放入一粒白磷（白磷燃燒所需的最低溫度為40℃），將玻璃容器固定好，放在盛有85℃熱水的燒杯上．請回答下列問題：
①實驗中可以看到玻璃容器內白磷燃燒時的現象是______，
該反應的符號表達式為______．實驗結束后，恢復至常溫，活塞應停在刻度______處．
②玻璃容器內余下的氣體主要是______．
③此反應中白磷要過量，目的是______．
（2）小軍根據燃燒紅磷測定空氣中氧氣含量的實驗原理，認為可用木炭代替紅磷測定空氣中氧氣的含量，并按如圖乙裝置進行實驗．他依據的實驗原理可能是______．
①小軍檢查裝置氣密性后，將盛有足量紅熱木炭的燃燒匙迅速伸入集氣瓶中，
并把塞子塞緊，待紅熱的木炭熄滅并冷卻至室溫后，打開彈簧夾，并未發現
倒吸現象．經過認真分析后，小軍發現實驗失敗的原因是（答一條）______．
②小軍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（答一條）______．
（3）已知：鎂+氧氣氧化鎂（固體），鎂+氮氣氮化鎂（固體）．根據上述反應，想一想，能否用鎂代替紅磷來測定空氣的組成？______（填“能”或“不能”），為什么？______．

Answer 1

解：（1）①白磷燃燒時的現象是：發出黃白色火焰，放出大量的熱，產生大量的白煙；磷和氧氣在點燃的條件下反應，生成五氧化二磷，符號表達式為：4P+5O₂2P₂O₅；白磷開始燃燒時，由于燃燒放出大量的熱使氣體膨脹，壓強增大，活塞先向右移動，當裝置冷卻后，由于裝置中的氧氣被消耗，氣壓減小，活塞再向左移動；由于氧氣約占空氣體積的五分之一，故裝置冷卻后活塞左移五分之一到達處刻度4處；
②氧氣被消耗，所以反應剩下的氣體主要為氮氣．
③白磷要過量，能保障氧氣能完全反應，以除盡玻璃容器中的氧氣．
（2）小軍根據燃燒紅磷測定空氣中氧氣含量的實驗原理，認為可用木炭代替紅磷測定空氣中氧氣的含量，是因為木炭燃燒也消耗氧氣；
①小軍實驗失敗的原因是木炭燃燒雖消耗了氧氣，但產生了新的二氧化碳氣體，致使集氣瓶內氣體壓強沒有明顯變化．
②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：藥品要能在空氣中燃燒且燃燒時只消耗氧氣；生成物最好不是氣體，如果生成物是氣體，則應用其它物質將其完全吸收．
（3）鎂條燃燒不但消耗氧氣也消耗氮氣，這樣會使氣體減少的總量要大于容器體積的五分之一，而使結果偏大，故不能用鎂進行實驗．
故答案為：（1）①發出黃白色火焰，放出大量的熱，產生大量的白煙；4P+5O₂2P₂O₅；4．
②氮氣．
③除盡玻璃容器中的氧氣．
（2）木炭燃燒也消耗氧氣；
①木炭燃燒雖消耗了氧氣，但產生了新的二氧化碳氣體，致使集氣瓶內氣體壓強沒有明顯變化．
②生成物最好不是氣體，如果生成物是氣體，則應用其它物質將其完全吸收．
（3）不能；鎂條燃燒不但消耗氧氣也消耗氮氣，這樣會使氣體減少的總量要大于容器體積的五分之一，而使結果偏大．
分析：（1）白磷在空氣中燃燒的現象為黃色火焰，冒出大量白煙；該反應是磷和氧氣反應生成了五氧化二磷；空氣主要是由氮氣和氧氣組成的，其中氧氣的體積分數為五分之一；實驗成功的關鍵為白磷過量、反應充分、氣密性良好等；
（2）①根據木炭的可燃性及燃燒的產物回答．
②根據實驗時藥品選擇的依據回答．
（3）鎂不但可以和氧氣反應，而且也能夠和氮氣反應，可以據此解答．
點評：空氣是人類寶貴的自然資源，在中考中占有重要的地位，特別是空氣中氧氣含量的測定，要注意測定原理、實驗關鍵、現象和結論、裝置的評價和改進等內容的考查．