Question

【題目】在“空氣中氧氣含量的測定”實驗探究中，甲同學(xué)設(shè)計了如下實驗方案：
（1）在燃燒匙內(nèi)盛過量紅磷，點燃后立即插入集氣瓶內(nèi)，塞緊橡皮塞，待紅磷火焰熄滅，集氣瓶冷卻至室溫，打開鐵夾，水注入集氣瓶。（實驗裝置如圖所示）回答下列問題實驗過程中，觀察到的主要現(xiàn)象是 ， 反應(yīng)的符號表達式是。通過該實驗還能得出氮氣的性質(zhì)。
（2）某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)對甲同學(xué)的實驗方案開展進一步探究：[提出問題]
①可用于“空氣中氧氣含量測定實驗”的藥品只能是紅磷嗎?什么樣的藥品可以作為該實驗的反應(yīng)物?
②可用于“空氣中氧氣含量測定實驗”的裝置除了課本中提及的，還有其它裝置嗎?
③改進裝置和藥品，能使一些在一般條件下不能用于測定空氣含量的物質(zhì)也能測定氧氣的含量嗎?
[作出猜想]猜想1 一定還可用其它的物質(zhì)測定空氣中氧氣含量，如鎂條。
猜想2 可用于“空氣中氧氣含量測定實驗”的裝置不止這一種，但都須滿足一定的條件。
[查閱資料] 劉小源同學(xué)查閱資料獲知：(1)“鎂在空氣中燃燒不僅與氧氣反應(yīng)，還與氮氣和二氧化碳反應(yīng)”；⑵鐵絲在潮濕的空氣中會生銹；(3)“引火鐵”(極細的鐵粉)是一種準納米材料，這種鐵粉具有很高的反應(yīng)活性，它在空氣中受熱很容易燃燒；(4)白磷與紅磷的化學(xué)性質(zhì)有相似之處，白磷在40℃左右便能燃燒，紅磷在240℃才能燃燒。
[分析論證]劉小源同學(xué)覺得如果用蠟燭、硫粉、木炭在空氣中燃燒做此實驗將產(chǎn)生很大誤差，理由是。李雨欣同學(xué)覺得用鐵絲也不行，理由是。
根據(jù)劉小源同學(xué)查閱的資料，若用鎂條代替紅磷，測得的氧氣的體積含量應(yīng)該(填“大于”或“小于”“等于”)空氣體積的1/5。
[得出結(jié)論]根據(jù)劉小源同學(xué)查閱的資料及上述分析，請歸納：在測定空氣中氧氣含量的實驗中，應(yīng)考慮所用藥品和生成物應(yīng)滿足以下的條件：
①在加熱點燃等條件下可以與氧氣反應(yīng)，
② ， ③。
[反思改進]李雨欣同學(xué)根據(jù)查閱到的不同裝置，結(jié)合劉小源同學(xué)查閱的資料與分析，設(shè)計了如下實驗方案(包括裝置及藥品)：其中，不適宜在較短時間內(nèi)測得空氣中氧氣含量的一種方案是（填字母序號），理由是。在其余的五種實驗方案中，有一個裝置可能因為空氣受熱體積膨脹導(dǎo)致裝置損壞或氣體外逸，該裝置是（填字母序號）。其余改進方案共同的優(yōu)點是：。

Answer 1

【答案】
（1）紅磷燃燒產(chǎn)生大量白煙,放出熱量,,難溶于水不能燃燒也不支持燃燒。
（2）消耗氧氣,但產(chǎn)生新的氣體,無壓強差,鐵絲在空氣中不能燃燒,大于,只與O2反應(yīng),生成物最好是固體,不能是氣體,E,鐵生銹是緩慢氧化的過程,F,容器內(nèi)點燃的白磷減少了空氣污染
【解析】（1）紅磷燃燒產(chǎn)生大量白煙，放出熱量，反應(yīng)物為磷和氧氣，生成物為五氧化二磷；通過該反應(yīng)還可以得出氮氣不支持燃燒本身也不燃燒，不溶于水的性質(zhì)；
（2）用蠟燭、硫粉、木炭在空氣中燃燒做此實驗時因生成物都有氣體，壓強沒有明顯變化，所以會產(chǎn)生很大誤差；鐵絲在空氣中不能燃燒，所以也不能替代磷；因鎂除與氧氣反應(yīng)外，還可與氮氣和二氧化碳反應(yīng)，所以若用鎂代替紅磷，會使測得結(jié)果大于五分之一；綜上分析可知，在測定空氣中氧氣含量的實驗中，應(yīng)考慮所用藥品和生成物只與氧氣反應(yīng)，且不能有氣體生成；因鐵生銹屬于緩慢氧化，所以用E測得空氣中氧氣含量時不適宜較短時間；F裝置中磷燃燒時放出大量熱，容易導(dǎo)致裝置損壞或氣體外逸；其他改進實驗裝置始終密閉，減少空氣污染。