Question

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)，實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)可觀(guān)察到的現(xiàn)象是：

 

．
（2）紅磷燃燒一段時(shí)間后，自動(dòng)熄滅了，你認(rèn)為原因是

 

；
（3）冷卻后，松開(kāi)止水夾，你觀(guān)察到的現(xiàn)象為

 

．
（4）乙生用上述實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)定的結(jié)果是：空氣中氧氣含量與正常值有較明顯的偏差，其操作上的原因可能是（要求答出一種）：

 

．
（5）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：

 

．
（6）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

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

 

：
（7）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：

 

．
（8）小組內(nèi)同學(xué)還對(duì)該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了如下改進(jìn)．小華同學(xué)打算設(shè)計(jì)如下方案：選用實(shí)際容積為40mL的試管作反應(yīng)容器，將過(guò)量的白磷放入試管，用橡皮塞塞緊試管口，通過(guò)導(dǎo)管與實(shí)際容積為60mL且潤(rùn)滑性很好的針筒注射器組成如圖2的實(shí)驗(yàn)裝置．

假設(shè)此實(shí)驗(yàn)?zāi)馨凑招∪A的設(shè)想正常進(jìn)行，且白磷所占體積與導(dǎo)管內(nèi)的氣體體積忽略不計(jì)，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（9）實(shí)驗(yàn)前，打開(kāi)彈簧夾，將注射器的活塞前沿從20mL刻度處推至15mL刻度處，然后松手，若活塞仍能返回至20mL刻度處，則說(shuō)明

 

．
（10）若先夾緊彈簧夾，用酒精燈加熱白磷，燃燒結(jié)束，等到試管冷卻后再松開(kāi)彈簧夾．可觀(guān)察到的現(xiàn)象為

 

．
（11）若不使用彈簧夾，用酒精燈加熱白磷，充分反應(yīng)直至燃燒結(jié)束，試管冷卻．可觀(guān)察到的現(xiàn)象為

 

．
（12）若按小華的設(shè)想進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)際可能遇到諸多問(wèn)題而發(fā)生危險(xiǎn)，造成實(shí)驗(yàn)失敗．例如

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：測(cè)定空氣里氧氣含量的探究

專(zhuān)題：科學(xué)探究

分析：本題考查的內(nèi)容有常規(guī)性的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述和文字表達(dá)式的書(shū)寫(xiě)，實(shí)驗(yàn)誤差分析，在此基礎(chǔ)上加大了深度，分析木炭能否代替紅磷以及鎂帶代替紅磷燃燒產(chǎn)生的截然相反地誤差的原因，這要求學(xué)生要從瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)的變化去分析．紅磷不足、裝置漏氣、點(diǎn)燃后沒(méi)有迅速伸入集氣瓶并塞緊橡皮塞、沒(méi)有冷卻到室溫就打開(kāi)彈簧夾等都可以使測(cè)定的結(jié)果不準(zhǔn)確；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）用紅磷測(cè)定空氣中氧氣的含量時(shí)能觀(guān)察到的現(xiàn)象是紅磷燃燒，發(fā)出黃光，冒出大量的白煙；
（2）由于氧氣具有助燃性，所以集氣瓶里的氧氣消耗完了，或氧氣的含量少了，都能使紅磷熄滅；
（3）紅磷對(duì)空氣中氧氣的消耗引起裝置內(nèi)壓強(qiáng)的減小，等泠卻后打開(kāi)止水夾，從而使燒杯中的水倒流進(jìn)裝置內(nèi)．
（4）紅磷不足、裝置漏氣、點(diǎn)燃后沒(méi)有迅速伸入集氣瓶并塞緊橡皮塞、沒(méi)有冷卻到室溫就打開(kāi)彈簧夾等都能使測(cè)定的結(jié)果和實(shí)際結(jié)果不相符．
（5）木炭燃燒后生成二氧化碳，不能在廣口瓶?jī)?nèi)外產(chǎn)生壓強(qiáng)差，水不會(huì)倒流進(jìn)入瓶?jī)?nèi)．
（6）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；則造成此現(xiàn)象的原因可能是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；
（7）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)考慮的是物質(zhì)只能與氧氣反應(yīng)且不能生成氣體，故填：物質(zhì)只能與氧氣反應(yīng)且不能生成氣體；
（9）打開(kāi)彈簧夾，將注射器活塞前沿從20mL刻度處推至15mL刻度處，然后松開(kāi)手，若活塞仍能返回至20mL刻度處，則說(shuō)明整個(gè)裝置都不漏氣；
（10）若先夾緊彈簧夾，用酒精燈加熱白磷，這時(shí)白磷燃燒消耗掉的只是試管內(nèi)的氧氣為40mL×

1

5

=8mL，所以活塞應(yīng)停在20mL-8mL=12mL的刻度處；
（11）若不使用彈簧夾，用酒精燈加熱白磷，白磷實(shí)際消耗掉的是試管40mL和注射器內(nèi)20mL的氧氣為（40mL+20mL）×

1

5

=12mL，所以活塞應(yīng)停在20mL-12mL=8mL的刻度處；
（12）因?yàn)榘琢自诿荛]容器內(nèi)燃燒產(chǎn)生熱量使氣體膨脹，可能會(huì)使橡膠塞彈出、試管爆裂、不使用彈簧夾可能會(huì)使注射器活塞彈出等，造成實(shí)驗(yàn)失�。�
故答案為：
（1）紅磷燃燒，黃色火焰，大量白煙，放熱．
（2）集氣瓶里的氧氣消耗完了（或剩余氧氣極少很難支持紅磷燃燒了）；
（3）水倒吸入集氣瓶中，約到集氣瓶1刻度線(xiàn)．
（4）紅磷不足等．
（5）木炭燃燒后生成二氧化碳，不能在廣口瓶?jī)?nèi)外產(chǎn)生壓強(qiáng)差，水不會(huì)倒流進(jìn)入瓶?jī)?nèi)．
（6）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：
（7）物質(zhì)只能與氧氣反應(yīng)且不能生成氣體．
（9）整個(gè)裝置都不漏氣．
（10）白磷燃燒，產(chǎn)生白煙，活塞應(yīng)停在12mL的刻度處．
（11）白磷燃燒，產(chǎn)生白煙，活塞先向右移動(dòng)，活塞應(yīng)停在8mL的刻度處．
（12）橡膠塞彈出、試管爆裂、注射器活塞彈出等．

點(diǎn)評(píng)：注意尤其是注射器類(lèi)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)確把握對(duì)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)從不同行角度分析評(píng)價(jià)時(shí)，要從題目本身的而分析角度來(lái)進(jìn)行，而不是先分析后解答具體的問(wèn)題，即分析要有針對(duì)性．