Question

15．某化學興趣小組的同學對空氣中氧氣含量的測定實驗進行探究：

（1）如圖甲所示裝置和藥品進行實驗，集氣瓶中發(fā)生反應的文字或符號表達式為紅磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷或4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅，實驗中可觀察到紅磷燃燒的現(xiàn)象是產(chǎn)生大量的白煙．
（2）該組同學做了6次實驗，整理數(shù)據(jù)如下：

	1	2	3	4	5	6
進入集氣瓶中水的體積（mL）	20	21	19	20	22	18

（注：集氣瓶容積為100mL）通過6次實驗，該組同學探究出氧氣約占空氣體積的$\frac{1}{5}$或20%，該組同學通過多次實驗得出結(jié)論的目的是多次實驗，減小誤差，通過該實驗還可以推斷出集氣瓶中剩余氣體的物理性質(zhì)是難溶于水，化學性質(zhì)是不能燃燒（或不支持燃燒）．
（3）小林同學利用甲圖裝置測定空氣中氧氣的含量，下列操作會使測定結(jié)果偏小的是AD（填序號??A實驗裝置可能漏氣???????B實驗中所取的紅磷過量
C?實驗前沒有將彈簧夾夾緊??D?紅磷燃燒結(jié)束后，沒等裝置冷卻就打開彈簧夾
（4）小明同學認為可用木炭代替紅磷測定空氣中氧氣的含量，小麗同學認為不可以，其原因是木炭燃燒產(chǎn)生二氧化碳氣體，集氣瓶內(nèi)氣壓幾乎不變，水不會倒吸，小強同學預先在集氣瓶內(nèi)加入氫氧化鈉溶液反應后，用木炭做實驗也收到了較好的效果．
（5）小芳同學用鎂條代替紅磷來測定空氣中氧氣的含量．結(jié)果卻發(fā)現(xiàn)倒吸的水量遠遠超過剛才實驗的體積．小組內(nèi)的同學幫她仔細檢查，發(fā)現(xiàn)裝置的氣密性及操作步驟均無問題．你認為造成此現(xiàn)象的原因可能是鎂條能與氮氣反應．
（6）小組內(nèi)同學查閱資料后知道白磷40℃即燃燒，燃燒產(chǎn)物與紅磷相同，于是采用改進后的乙裝置進行重新探究．主要操作是：在實際容積為100mL的集氣瓶里先裝進30mL的水，再按圖連好儀器，按下熱的玻璃棒，白磷立即被點燃．
①白磷從燃燒到熄滅冷卻的過程中，瓶內(nèi)水面的變化是先下降后上升，若實驗非常成功，最終集氣瓶中水的體積約為44mL．
②你認為集氣瓶里預先裝進的水有哪些作用？abc（填序號）
a．加快集氣瓶冷卻    b．液封導氣管末端以防氣體逸出    c．緩沖集氣瓶內(nèi)氣壓的驟然升高．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)紅磷燃燒生成五氧化二磷以及燃燒的現(xiàn)象進行解答；
（2）根據(jù)圖表可知氧氣約占空氣體積以及氮氣的性質(zhì)進行解答；
（3）根據(jù)要使本實驗成功，必須注意以下幾點：①裝置的氣密性好；②紅磷足量；③必須冷卻到室溫再讀數(shù)進行解答；
（4）根據(jù)木炭燃燒生成二氧化碳以及二氧化碳能被氫氧化鈉溶液吸收進行解答；
（5）根據(jù)鎂條能與氮氣反應生成氮化鎂進行解答；
（6）根據(jù)白磷從燃燒到熄滅冷卻的過程中，瓶內(nèi)水面的變化是：先下降后上升，因為瓶內(nèi)的氣體先受熱體積膨脹，后冷卻縮小進行解答

解答 解：（1）紅磷燃燒生成五氧化二磷，反應的文字或符號表達式為紅磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷或4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅；實驗中可觀察到紅磷燃燒的現(xiàn)象是產(chǎn)生大量的白煙；
（2）集氣瓶容積為100mL，

	1	2	3	4	5	6
進入集氣瓶中水的體積（mL）	20	21	19	20	22	18

根據(jù)圖表可知氧氣約占空氣體積為1/5或20%；該組同學通過多次實驗得出結(jié)論的目的是多次實驗，減小誤差；通過該實驗還可以推斷出集氣瓶中剩余氣體的物理性質(zhì)是難溶于水，化學性質(zhì)是不能燃燒（或不支持燃燒）；
（3）根據(jù)要使本實驗成功，必須注意以下幾點：①裝置的氣密性好；②紅磷足量；③必須冷卻到室溫再讀數(shù)，所以實驗裝置可能漏氣、紅磷燃燒結(jié)束后，沒等裝置冷卻就打開彈簧夾，都會導致測定結(jié)果偏�。�
（4）木炭燃燒生成二氧化碳氣體，所以不能用木條代替紅磷；二氧化碳能被氫氧化鈉溶液吸收，所以預先在集氣瓶內(nèi)加氫氧化鈉溶液后，用木炭做實驗也收到了較好的效果；
（5）鎂條能與氮氣反應生成氮化鎂，所以用鎂條代替紅磷來測定空氣中氧氣的含量．結(jié)果卻發(fā)現(xiàn)倒吸的水量遠遠超過剛才實驗的體積；
（6）①白磷從燃燒到熄滅冷卻的過程中，瓶內(nèi)水面的變化是：先下降后上升，因為瓶內(nèi)的氣體先受熱體積膨脹，后冷卻；若實驗非常成功，最終集氣瓶中水的體積約為：（100mL-30mL）×$\frac{1}{5}$+30mL=44mL；
②集氣瓶里預先裝進的水的作用：加快集氣瓶冷卻、液封導氣管末端以防氣體逸出、緩沖集氣瓶內(nèi)氣壓的驟然升高．
故答案為：（1）紅磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷或4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅；產(chǎn)生大量的白煙；
（2）$\frac{1}{5}$或20%；多次實驗，減小誤差；難溶于水；不能燃燒（或不支持燃燒）；
（3）AD；
（4）木炭燃燒產(chǎn)生二氧化碳氣體，集氣瓶內(nèi)氣壓幾乎不變，水不會倒吸；氫氧化鈉；
（5）鎂條能與氮氣反應；
（6）①先下降后上升；44；②abc．

點評 本考點考查了空氣中氧氣的含量的探究，并且注重了實驗方案的評價，對實驗方案進行評價是近幾年中考的一個重點．評價包括對實驗方案的評價、實驗過程的評價、實驗結(jié)論的評價等，要認真把握．本考點綜合性比較強，主要出現(xiàn)在實驗題中．