Question

【題目】某研究性學習小組在進行“利用燃碳法測定空氣中氧氣的休積分數”的實驗時(裝置如圖甲所示)，發現一個現象:氫氧化鈉溶液(易吸收二氧化碳而不吸收一 氧化碳) 吸收生成的二氧化碳后，進入集氣瓶中水的體積分數仍然小于1/5。

（1）教材中利用燃燒紅磷法測定空氣中氧氣的體積分數，選擇該藥品的原因是:_________________、________________。

（2）[提出問題]測量不準確的原因是什么呢?

[猜想與假設]他們分別作出如下猜想:

甲同學:可能是木炭的量過少;

乙同學:可能是木炭足量，但其燃燒沒有消耗完集氣瓶中的氧氣;

丙同學:可能是木炭燃燒生成了一氧化碳。

小組同學發現實驗結束后，燃燒匙中還殘留有黑色固體，因此他們都認為甲同學的猜想不合理。

[查閱資料]木炭、棉花和蠟燭在密閉容器內燃燒停止后，殘留氧氣的體積分數分別高達 14. 0%、8. 0%和16. 0%。

乙同學根據如圖所示裝置設計了如下實驗，請你填寫下表:

實驗步驟	實驗現象	實驗結論
將足量木炭點燃，迅速插入集氣瓶中	木炭先繼續燃燒，一段時間后熄滅	木炭燃燒沒有消耗完集氣瓶中的氧氣
待集氣瓶冷卻后，將燃著的____________，(填“棉花”或“蠟燭”)再伸入該集氣瓶中	_______________。

[交流與反思]請寫出木炭不完全燃燒的化學方程式:________________。

（3）木炭熄滅后，乙同學選擇可燃物的依據是_____________________。

（4）丙同學使用一氧化碳濃度傳感器測得木炭、蠟燭分別在密閉集氣瓶里燃燒停止后瓶內一氧化碳的濃度變化曲線如乙圖。根據此曲線圖分析用上述裝置不能準確測出氧氣體積分數的原因___________________。

（5）在實際實驗過程中，有部分燃碳法實驗測定的空氣中氧氣的體積分數可以達到20%，推測造成這一現象的原因:__________________。

Answer 1

【答案】只能與空氣中氧氣反應 生成物為固體 棉花 棉花繼續燃燒，一段時間后熄滅 三種物質燃燒時需要的氧氣最低濃度大小依次為蠟燭＞木炭＞棉花 含碳物質在密閉容器中還生成一氧化碳，不能被氫氧化鈉溶液吸收 伸入燃燒匙后沒有立即塞進瓶塞，造成氣體外逸

【解析】

（1）利用燃燒紅磷法測定空氣中氧氣體積分數，紅磷只與空氣中的氧氣反應且生成物五氧化二磷是固體，不然消耗了氧氣，再生成其它氣體，那么進入集氣瓶中水的體積就不能準確體現氧氣的體積了；故填：紅磷只能與空氣中的氧氣反應，生成物為固體；

(2)根據資料：木炭、棉花和蠟燭在密閉容器內燃燒停止后，殘留氧氣的體積分數分別高達 14. 0%、8. 0%和16. 0%，氧氣深度低于16%時蠟燭不能燃燒，木炭熄滅后，氧氣濃度14%不足以支持蠟燭燃燒，而棉花燃燒熄滅后氧氣濃度為8%，故氧氣可以在木炭燃燒后的空氣中繼續燃燒一段時間，當氧氣濃度約為8%時熄滅；

木炭不完全燃燒生成一氧化碳，化學方程式為：；

（3）三種物質燃燒時需要的氧氣最低濃度大小依次為蠟燭＞木炭＞棉花，木炭熄滅，氧氣濃度小于蠟燭燃燒需要的最低濃度，氧氣濃度大于棉花燃燒需要的氧氣最低濃度，故選棉花；

（4）木炭完全燃燒生成二氧化碳，不完全燃燒生成一氧化碳，一氧化碳不能被氫氧化鈉溶液吸收；

（5）在實際的實驗過程中不少的燃碳法實驗測定空氣中氧氣的體積分數可以達到，推測造成這一現象的原因是伸入燃燒匙后沒有立即塞進瓶塞，造成氣體外逸。 答案： （1）只能與空氣中氧氣反應；生成物為固體。

(2)棉花；棉花繼續燃燒，一段時間后熄滅；；

（3）三種物質燃燒時需要的氧氣最低濃度大小依次為蠟燭＞木炭＞棉花；

（4）含碳物質在密閉容器中燃燒還生成一氧化碳，一氧化碳不能被氫氧化鈉溶液吸收；

（5）伸入燃燒匙后沒有立即塞進瓶塞，造成氣體外逸。