Question

【題目】某化學興趣小組對教材中“測定空氣里氧氣含量”的實驗(見圖I)進行了大膽改進。設計圖(II)(選用容積為45mL的試管作反應容器)實驗方案進行，收到了良好的效果。請你對比分析下面圖I、圖II實驗，回答下列有關問題：

(1)圖I實驗中紅磷燃燒觀察到的現象是____。生成物的化學式為____；

(2)圖II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將稍過量的紅磷平裝入試管中，將20mL的注射器活塞置于10mL刻度處，并按圖II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。

⑤檢查裝置氣密性

你認為正確的實驗操作順序是____(填序號)。

(3)圖II實驗中，注射器活塞最終將從10 mL刻度處慢慢前移到約為____mL刻度處才停止。

(4)對照圖I實驗，你認為圖II實驗有何優點？(回答一點即可)____。

(5)這個實驗除了可以得出氧氣約占空氣體積的1/5的結論外，還可以推出剩余氣體____。(填“易”或“難”)溶于水和其化學性質____(填“活潑”或“穩定”)的結論。

(6)隨后該組同學又用鎂條來進行實驗(如圖III所示)，實驗結束后經測定，結果進入集氣瓶中水的體積約為其容積的70%，可能的原因是___。

(7)小明和小芳在討論“能否用木炭燃燒法來粗略測定空氣中氯氣的含量”這一問題時，小芳認為：通過圖I裝置，用木炭燃燒法測得空氣中氧氣的含量會___(填“偏高”、“偏低”或“無影響”)。她根據木炭燃燒產物的特點闡述了自己的理由：____。

(8)設想用其他物質代替紅磷進行實驗(圖I)，則下列因素不會影響實驗結果的是（______）

A 替代物能否和氧氣反應 B 替代物的用量

C 替代物能否溶于水 D 生成物的狀態

Answer 1

【答案】產生大量白煙，放出熱量 P2O5 ⑤③①②④ 1 節約藥品、誤差更小、讀數更準確（合理即可） 難 穩定 鎂條與空氣中其他氣體發生了反應 偏低 二氧化碳是氣體，不會引起壓強的改變 C

【解析】

測定空氣中氧氣含量實驗中，選擇的可燃物必須只與氧氣反應，且不產生新的氣體，才可以引起壓強的變化；同時要確保可燃物過量，否則氧氣消耗不充分。

（1）紅磷在空氣中燃燒，產生大量白煙，放出熱量，與氧氣反應生成的物質是五氧化二磷，化學式為：P2O5。

（2）圖Ⅱ實驗中，首先需要檢查裝置的氣密性，然后裝入藥品，再點燃酒精燈將紅磷引燃，待反應進行完全后，冷卻至室溫，最后打開彈簧夾，此時注射器往前移動的距離即為試管內消耗的氧氣的量，因此正確的操作順序應該是⑤③①②④。

（3）空氣中氧氣的含量約占五分之一，因此容積為45mL的試管作反應容器，瓶內的氧氣含量為9mL，故會消耗9mL氧氣，從而注射器會從10cm向前移動到1cm處停止前進。

（4）圖Ⅰ測量時需要先將紅磷在瓶外引燃，而圖Ⅱ可以直接在試管內將紅磷引燃，誤差較小；且注射器帶有刻度，可直接準備讀數；試管體積更小，可節約紅磷用量；故可答誤差更小，讀數更準確，節約藥品等。

（5）紅磷燃燒消耗瓶內氧氣，不消耗其他氣體，因此通過進入集氣瓶內的水的體積推測出氧氣含量，故剩余氣體難溶于水，且化學性質穩定。

（6）進入集氣瓶中水的體積約為其容積的70%，超過了氧氣的含量1/5，因此可能原因是鎂條與空氣中其他氣體發生了反應。

（7）木炭燃燒產生二氧化碳氣體，消耗氧氣的同時產生新氣體，瓶內氣體體積不變化，壓強不會減小，因此測定的氧氣含量偏低，因為二氧化碳是氣體，壓強不會改變。

（8）選擇的可燃物必須只與氧氣反應，且不產生新的氣體，才可以引起壓強的變化；同時要確保可燃物過量，否則氧氣消耗不充分，會產生較大誤差，故答案選擇C。