Question

18．某化學(xué)興趣小組的同學(xué)對(duì)空氣中氧氣含量的測(cè)定實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究．

（1）如圖1所示裝置和藥品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可觀察到的現(xiàn)象是：紅磷燃燒冒出大量的白煙；，打開止水夾后看到水倒流至瓶中約$\frac{1}{5}$處．
（2）小明同學(xué)認(rèn)為可用木炭代替紅磷測(cè)定空氣中氧氣的含量，小麗同學(xué)認(rèn)為不可以，其原因是木炭燃燒產(chǎn)生CO₂氣體，瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)不變，水不會(huì)倒流．
（3）小芳同學(xué)用鎂條代替紅磷來(lái)測(cè)定空氣中氧氣的含量．結(jié)果卻發(fā)現(xiàn)倒吸的水量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)集氣瓶的$\frac{1}{5}$．小組內(nèi)同學(xué)幫她仔細(xì)檢查，發(fā)現(xiàn)裝置的氣密性及操作步驟均無(wú)問(wèn)題．你認(rèn)為造成此現(xiàn)象的原因可能是鎂和空氣中的其它氣體成分發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)．
（4）小組內(nèi)同學(xué)反思上述實(shí)驗(yàn)的探究過(guò)程后認(rèn)為：用燃燒法測(cè)定空氣中氧氣含量的實(shí)驗(yàn)時(shí)，在藥品的選擇或生成物的要求上應(yīng)考慮的是藥品要可燃，只與空氣中的氧氣反應(yīng)而不與其它成分反應(yīng)，生成物最好是固體．
（5）小組內(nèi)同學(xué)還對(duì)該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了如圖2改進(jìn)．（已知試管容積為 45mL）．
實(shí)驗(yàn)的操作步驟如下：
①點(diǎn)燃酒精燈．
②撤去酒精燈，待試管冷卻后松開彈簧夾．
③將少量紅磷平裝入試管中，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(shù)據(jù)．
你認(rèn)為正確的實(shí)驗(yàn)操作順序是③①②④ （填序號(hào)）．注射器活塞將從10mL刻度處慢慢前移到約為1 mL刻度處才停止．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)紅磷在燃燒時(shí)的主要現(xiàn)象是：放熱，產(chǎn)生大量白煙解答；根據(jù)紅磷的燃燒結(jié)合壓強(qiáng)知識(shí)分析，紅磷與氧氣反應(yīng)生成固體，消耗了瓶?jī)?nèi)的氣體，壓強(qiáng)減小，外界大氣壓會(huì)壓著水進(jìn)入集氣瓶解答；
（2）根據(jù)木炭燃燒產(chǎn)生二氧化碳，集氣瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)不變解答；
（3）鎂條不但可以和氧氣反應(yīng)，也可以和氮?dú)夥磻?yīng)，可以據(jù)此解答；
（4）根據(jù)藥品與氧氣反應(yīng)的產(chǎn)物是否能夠產(chǎn)生壓強(qiáng)差來(lái)進(jìn)行解答；
（5）對(duì)于用注射器改進(jìn)后的儀器其刻度更容易讀取，計(jì)算部分要注意被反應(yīng)消耗掉的是試管內(nèi)的氧氣，不包含注射器內(nèi)的部分．

解答 解：（1）紅磷在燃燒時(shí)的主要現(xiàn)象是：放熱，產(chǎn)生大量白煙；紅磷與氧氣反應(yīng)，生成了五氧化二磷固體，所以會(huì)導(dǎo)致集氣瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)減小，水被壓入集氣瓶，進(jìn)入的水量正好占據(jù)集氣瓶?jī)?nèi)氧氣的空間，約為集氣瓶體積的五分之一；
（2）一般不用木炭的原因是：木炭燃燒產(chǎn)生二氧化碳，集氣瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)不變；
（3）鎂條不但可以和氧氣反應(yīng)，也可以和氮?dú)夥磻?yīng)，所以消耗的氣體的體積要大于五分之一，進(jìn)入廣口瓶中水的體積也會(huì)超過(guò)五分之一；
（4）根據(jù)藥品與氧氣反應(yīng)的產(chǎn)物是否能夠產(chǎn)生壓強(qiáng)差可以知道在選擇藥品時(shí)要保證藥品本身是固體，能且只能和空氣中氧氣反應(yīng)，且生成物不是氣體；
（5）小組內(nèi)同學(xué)還對(duì)該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了如圖2下改進(jìn)．（已知試管容積為35mL）．
實(shí)驗(yàn)的操作步驟如下：①點(diǎn)燃酒精燈．②撤去酒精燈，待試管冷卻后松開彈簧夾．
③將少量紅磷平裝入試管中，將20mL的注射器活塞置于10mL刻度處，并按上圖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(shù)據(jù)．正確的實(shí)驗(yàn)操作順序是③①②④．
而對(duì)應(yīng)用注射器進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)，相對(duì)先前的實(shí)驗(yàn)，數(shù)據(jù)更容易獲取，因?yàn)樽⑸淦饔芯�確的刻度．計(jì)算部分要注意反應(yīng)消耗掉的是試管內(nèi)的氧氣，不包含注射器內(nèi)的部分，所以消耗氧氣是45的$\frac{1}{5}$，即9mL，所以注射器活塞應(yīng)該向左滑動(dòng)到“1”．
答案：
（1）紅磷燃燒冒出大量的白煙；水倒流至瓶中約$\frac{1}{5}$處．
（2）木炭燃燒產(chǎn)生CO₂氣體，瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)不變，水不會(huì)倒流．
（3）鎂和空氣中的其它氣體成分發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)．
（4）藥品要可燃，只與空氣中的氧氣反應(yīng)而不與其它成分反應(yīng)，生成物最好是固體（答出兩點(diǎn)，即可給分）
（5）③①②④； 1

點(diǎn)評(píng) 本考點(diǎn)考查的是空氣中氧氣含量的探究實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作圖，回憶實(shí)驗(yàn)中現(xiàn)象，由實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)，從而理解該實(shí)驗(yàn)的探究目的．對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)，是近幾年中考的重點(diǎn)之一，要好好把握．注意尤其是注射器類似的本身內(nèi)部有氣體的可能的干擾就是要強(qiáng)調(diào)對(duì)題意的準(zhǔn)確把握．熟記用紅磷測(cè)定空氣里氧氣含量的實(shí)驗(yàn)原理、操作步驟、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)結(jié)論和注意事項(xiàng)是解答這類題目的基礎(chǔ)．