Question

17．空氣中氧氣的體積含量測(cè)定．

【交流討論】
（1）同學(xué)們討論后認(rèn)為，選擇的藥品既要能消耗氧氣，又不會(huì)跟空氣中的其它成分反應(yīng)，而且生成物為固體．他們應(yīng)該選擇（填編號(hào)）②（選填①蠟燭 ②紅磷 ③硫粉）為了充分消耗容器中的氧氣，藥品的用量應(yīng)保證過(guò)量．
（2）小組同學(xué)共同設(shè)計(jì)了如圖1的兩套裝置，你認(rèn)為合理的是（填編號(hào)）A．為了確保實(shí)驗(yàn)的成功，
在裝藥品之前應(yīng)該檢查裝置的氣密性．
【分組實(shí)驗(yàn)】在討論的基礎(chǔ)上，他們分組進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)．
【數(shù)據(jù)分析】實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，整理數(shù)據(jù)如下：（注：集氣瓶容積為100mL）

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

（3）通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的交流，大多數(shù)同學(xué)都驗(yàn)證出氧氣約占空氣體積的$\frac{1}{5}$．通過(guò)實(shí)驗(yàn)還可以推斷集氣瓶中剩余氣體的性質(zhì)是不可燃、不助燃．（寫(xiě)兩點(diǎn)）
【實(shí)驗(yàn)拓展】
（4）某興趣小組的同學(xué)選用 了 40mL的試管作反應(yīng)容器（如圖2）和量程體積足夠大且潤(rùn)滑效果很好的針筒注射器，將足量的白磷（其化學(xué)性質(zhì)與紅磷相似，40℃時(shí)就可以燃燒）放入試管后，用橡皮塞塞緊試管，并夾緊彈簧夾．用酒精燈加熱白磷，燃燒結(jié)束后，等到試管冷卻后松開(kāi)彈簧夾，觀察現(xiàn)象．
①正式開(kāi)始實(shí)驗(yàn)前，該興趣小組同學(xué)打開(kāi)彈簧夾，將注射器活塞從20ml刻度處推至15ml處，然后松開(kāi)活塞，觀察到活塞返回至20ml刻度處．該操作的主要目的是實(shí)驗(yàn)前要檢查裝置的氣密性．
②實(shí)驗(yàn)中，在松開(kāi)彈簧夾前，大試管中可以觀察到白磷燃燒時(shí)的現(xiàn)象為白磷燃燒，產(chǎn)生大量白煙，放出大量熱．
③實(shí)驗(yàn)后，可以觀察到針筒活塞會(huì)從原來(lái)的20mL刻度處慢慢向左移到約C處．
A．4mL刻度       B．8mL刻度      C． 12mL刻度      D． 16mL刻度
④下列實(shí)驗(yàn)操作，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果幾乎沒(méi)有影響的是C
A．裝置有點(diǎn)漏氣      B．白磷的量不足    C．用干燥的紅磷代替白磷做實(shí)驗(yàn)．

Answer 1

分析 （1）紅磷能在空氣中燃燒，且生成物是固體物質(zhì)；紅磷過(guò)量或足量能保證將集氣瓶中氧氣消耗盡．
（2）為保證紅磷與空氣中的氧氣充分反應(yīng)，必須把紅磷放在集氣瓶的中下部；檢驗(yàn)裝置的氣密性是為了確保準(zhǔn)確測(cè)空氣組成，減少誤差．
（3）剩余氣體量不變證明其難溶于水亦不能燃燒且不與紅磷反應(yīng)，只有氧氣才能與紅磷反應(yīng)；
（4）本題為空氣中氧氣含量測(cè)定的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)．在解答時(shí)，要注意試管的容積為40mL這一重要信息，結(jié)合空氣中氧氣占1/5這一重要知識(shí)點(diǎn)．

解答 解：（1）蠟燭和硫磺與氧氣反應(yīng)，生成物中有氣體，不能準(zhǔn)確測(cè)定空氣中氧氣的含量，只有紅磷在空氣中與氧氣反生成固體物質(zhì)，不影響空氣成份的測(cè)定，故選B；也只有紅磷足量或過(guò)量，才能完全消耗集氣瓶中的氧氣；
（2）保證集氣瓶中的氧氣與紅磷完全反應(yīng)，故選A；為了保證實(shí)驗(yàn)?zāi)軌虺晒Γ瑢?shí)驗(yàn)前應(yīng)該檢查裝置的氣密性，確保成功測(cè)定空氣主要組成成分；
（3）剩余氣體量不變證明其難溶于水亦不能燃燒且不與紅磷反應(yīng)．
（4）①根據(jù)題中信息，“先從20處推至15處，活塞活塞活塞返回20處”，可認(rèn)知到裝置不漏氣．故該操作的主要目的是：檢查裝置的氣密性；
②解答這一問(wèn)題時(shí)，根據(jù)題目設(shè)置，可得知是對(duì)燃燒進(jìn)行現(xiàn)象的描述．描述燃燒現(xiàn)象一般包括三個(gè)方面：燃燒時(shí)的火焰或發(fā)光、放出熱量和生成物；
③此問(wèn)要注意到試管內(nèi)氣體損耗了1/5，即氣體減少了8mL，打開(kāi)彈簧夾注射器內(nèi)會(huì)有相同量的氣體補(bǔ)充進(jìn)來(lái)．故應(yīng)移動(dòng)到20-8=12處．
④對(duì)本實(shí)驗(yàn)的影響因素分析本是個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題，但本題中提供了選項(xiàng)，也就使分析難度大大降低．如果裝置漏氣或藥品量不足自然都會(huì)使實(shí)驗(yàn)結(jié)果不夠準(zhǔn)確，而用紅磷代替白磷，這兩種物質(zhì)僅著火點(diǎn)存在不同反應(yīng)實(shí)質(zhì)完全一致，因此對(duì)實(shí)驗(yàn)無(wú)多少影響．
故答案為：（1）②；過(guò)量；
（2）A；檢查裝置的氣密性；
（3）$\frac{1}{5}$；不可燃、不助燃、難溶于水（任答兩點(diǎn)給分）；
（4）①裝置的氣密性；②白磷燃燒，產(chǎn)生大量白煙，放出大量熱；③C；④C．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查用紅磷測(cè)定空氣組成的實(shí)驗(yàn)原理、操作、現(xiàn)象、結(jié)論和注意事項(xiàng)，難度稍大．在解答時(shí)，善于抓住題目的要點(diǎn)，才能使解答明晰不亂．