Question

用來測定空氣成分的方法很多，如圖所示的是小明用紅磷在空氣中燃燒的測定方法．
實驗過程是：
第一步：將集氣瓶容積劃分為五等份，并標(biāo)記．用止水夾夾緊橡皮管．
第二步：點燃燃燒匙內(nèi)的紅磷，伸入集氣瓶中并把塞子塞緊．
第三步：待紅磷熄滅，打開彈簧夾．
根據(jù)上述實驗回答：
（1）打開止水夾前看到的主要現(xiàn)象是

紅磷燃燒產(chǎn)生大量白煙過一會熄滅

，紅磷在空氣中燃燒的文字表達式為

磷+氧氣

點燃

五氧化二磷

．打開止水夾后看到的主要現(xiàn)象是

水會從導(dǎo)管進入集氣瓶，水量約占集氣瓶容積的

1

5

．
（2）由該實驗得出的結(jié)論是：空氣中氧氣體積約占總體積的

1

5

（3）實驗完畢，若進入集氣瓶中水的體積不到總?cè)莘e的1/5，你認為導(dǎo)致這一結(jié)果的原因可能是

紅磷的量不足（或是沒有等廣口瓶冷卻就打開止水夾等）．

（寫出一條即可）
（4）該實驗中紅磷需要過量的原因是

耗盡空氣中的氧氣

．
（5）小明同學(xué)認為可用木炭代替紅磷測定空氣中氧氣的含量，小麗同學(xué)認為不可以，其原因是

碳與氧氣反應(yīng)，消耗氧氣，但同時又生成二氧化碳氣體，瓶中的壓強無明顯變化

．
（6）小組內(nèi)同學(xué)還對該實驗進行了如下改進．
實驗的操作步驟如下：①點燃酒精燈．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（已知試管容積為 45mL），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)．你認為正確的實驗操作順序是

③①②④

（填序號）．注射器活塞將從10mL刻度處慢慢前移到約為

8

mL刻度處才停止．

Answer 1

分析：根據(jù)已有的知識進行分析，空氣中氧氣約占其體積的五分之一，測定時可以使用紅磷燃燒消耗氧氣使瓶內(nèi)壓強減小的方法，磷燃燒能生成五氧化二磷，若使用木炭，由于碳燃燒生成的是二氧化碳氣體，壓強變化不大，故不能測得氧氣的含量，進行此實驗時，必須保證裝置的氣密性良好，紅磷足量，瓶子冷卻后再打開彈簧夾，否則會導(dǎo)致結(jié)果不準(zhǔn)確．
依據(jù)實驗改進的過程分析其操作步驟是：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2中所示的連接方式固定好，再將彈簧夾緊橡皮管；點燃酒精燈；撤去酒精燈，待試管冷卻后松開彈簧夾；讀取注射器活塞的數(shù)據(jù)．圖2實驗中，注射器活塞將從10mL刻度處慢慢前移到約為8mL處停止；

解答：解：（1）打開止水夾前看到磷燃燒的現(xiàn)象紅磷燃燒，產(chǎn)生大量的白煙，最終熄滅；而打開止水夾后由于氧氣的消耗瓶內(nèi)氣壓變低，所以水會從導(dǎo)管進入集氣瓶水量約占集氣瓶容積的

1

5

；磷和氧氣在點燃的條件下生成五氧化二磷，其反應(yīng)表達式為磷+氧氣

點燃

五氧化二磷；
（2）從進入的水量可知空氣中氧氣的含量約為空氣體積的

1

5

；
（3）若紅磷燃燒一段時間后自動熄滅，從燃燒條件看是由于氧氣已消耗完全；而若測定出O₂的含量小于空氣體積的

1

5

，原因可能是紅磷的量不足，或是沒有等廣口瓶冷卻就打開止水夾等．
（4）過量紅磷能徹底耗盡空氣中的氧氣，使實驗結(jié)果更準(zhǔn)確一些；
（5）若將紅磷換成炭粉，該實驗不能獲得成功，因為碳與氧氣反應(yīng)，消耗氧氣，但同時又生成二氧化碳氣體，瓶中的壓強無明顯變化．
（6）依據(jù)實驗的具體過程可知該實驗的操作步驟應(yīng)該是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；點燃酒精燈；撤去酒精燈，待試管冷卻后松開彈簧夾；讀取注射器活塞的數(shù)據(jù)．由于空氣中氧氣的含量約為空氣體積的

1

5

，因為氧氣約占空氣體積的

1

5

，而試管的容積是45mL，當(dāng)其內(nèi)氧氣被耗盡時氣體減少的體積為：45mL×

1

5

，所以活塞所處的刻度值為10mL-45mL×

1

5

=1mL
故答案為：：（1）紅磷燃燒產(chǎn)生大量白煙過一會熄滅；水會從導(dǎo)管進入集氣瓶水量約占集氣瓶容積的

1

5

；磷+氧氣

點燃

五氧化二磷；
（2）

1

5

；
（3）紅磷的量不足（或是沒有等廣口瓶冷卻就打開止水夾等）．
（4）耗盡空氣中的氧氣；
（5）若碳與氧氣反應(yīng)，消耗氧氣，但同時又生成二氧化碳氣體，瓶中的壓強無明顯變化．
（6）③①②④；1；

點評：本考點考查的是空氣中氧氣含量的探究實驗，根據(jù)實驗操作圖，回憶實驗中現(xiàn)象，由實驗中的注意事項，對實驗結(jié)果進行評價，從而理解該實驗的探究目的．對實驗結(jié)果進行評價，是近幾年中考的重點之一，要好好把握．