Question

17．小軍根據(jù)燃燒紅磷測定空氣中氧氣含量的實驗原理，認為可用木條燃燒產(chǎn)生的木炭代替紅磷測定空氣中氧氣的含量，并按如圖裝置進行實驗．
①實驗中觀察到的現(xiàn)象紅磷繼續(xù)燃燒、產(chǎn)生大量的白煙，放出熱量，然后慢慢熄滅，
同時水進入廣口瓶，約占廣口瓶容積的$\frac{1}{5}$．
②紅磷燃燒一段時間后自動熄滅了，你認為原因是集氣瓶內(nèi)的氧氣較少或被耗盡．
③小軍發(fā)現(xiàn)倒吸的水量未達到集氣瓶內(nèi)原剩余容積的$\frac{1}{5}$．原因可能是（答一條）紅磷的量不足或沒有冷卻到室溫就打開彈簧夾．
④實驗還可以得出有關(guān)氮氣性質(zhì)的哪些結(jié)論？難溶于水，化學(xué)性質(zhì)不活潑（其他合理即可）．
⑤小軍反思上述實驗的探究過程后認為：用燃燒法測定空氣中氧氣含量的實驗時，在藥品的選擇或生成物的要求上應(yīng)考慮的是（答一條）反應(yīng)物是固體，②必須是易和氧氣反應(yīng)的，③生成物是固體；④反應(yīng)物只和氧氣反應(yīng)而不和空氣中的其它成分反應(yīng)．

Answer 1

分析 本題主要考查的是“測定空氣中氧氣的含量”，原理是利用紅磷與空氣中的氧氣反應(yīng)，并使氧氣完全反應(yīng)盡，空氣中的氣體體積減少，壓強減小，燒杯中的水就會進入到集氣瓶中，進入的水的體積就是減少氧氣的體積，進而知道氧氣占空氣體積的體積分數(shù)．
題目是在研究空氣成分的測定的基礎(chǔ)上進行實驗改進的設(shè)計探究題．這就需要首先弄清楚該實驗的基本原理，只有原理清楚，在原理的指導(dǎo)下才能夠進行有效的改性．本實驗是借助能夠和空氣中某一成分的反應(yīng)消耗掉裝置內(nèi)氣體，并且通過等體積外界氣體的進入實現(xiàn)對消耗氣體體積的測定．

解答 解：①觀察到的現(xiàn)象是：紅磷繼續(xù)燃燒、產(chǎn)生大量的白煙，放出熱量，然后慢慢熄滅．故填：紅磷繼續(xù)燃燒、產(chǎn)生大量的白煙，放出熱量，然后慢慢熄滅；
冷卻至室溫后，打開止水夾，發(fā)現(xiàn)水進入集氣瓶，約占其體積的五分之一；故填：$\frac{1}{5}$；
②紅磷熄滅的主要原因是瓶內(nèi)的氧氣被消耗完，沒有支持紅磷燃燒的物質(zhì)了．故填：集氣瓶內(nèi)的氧氣較少或被耗盡；
③實驗后發(fā)現(xiàn)測定空氣中氧氣含量偏低，造成這種結(jié)果的可能原因是紅磷的量不足或沒有冷卻到室溫就打開彈簧夾．故填：紅磷的量不足或沒有冷卻到室溫就打開彈簧夾．
④氮氣的性質(zhì)的歸納，要從本實驗的實際來進行，不要脫離題目去回答和分析．實驗中當裝置內(nèi)進入水以后，氮氣依然能夠存在這就說明氮氣是不溶于水的也不和水反應(yīng)．另外在紅磷和氧氣反應(yīng)的過程中，氮氣沒有被消耗，所以氮氣不和氧氣、紅磷反應(yīng)，可以概括為性質(zhì)穩(wěn)定，當然也可以分開敘述，就是不和氧氣反應(yīng)，不支持燃燒等．故填：難溶于水，化學(xué)性質(zhì)不活潑（其他合理即可）；
⑤總和上述實驗，結(jié)合測定空氣中氧氣含量的實驗原理進行分析，在藥品的選擇或生成物的要求上應(yīng)考慮的是：①反應(yīng)物是固體，②必須是易和氧氣反應(yīng)的，③生成物是固體；④反應(yīng)物只和氧氣反應(yīng)而不和空氣中的其它成分反應(yīng)．故填：反應(yīng)物是固體，②必須是易和氧氣反應(yīng)的，③生成物是固體；④反應(yīng)物只和氧氣反應(yīng)而不和空氣中的其它成分反應(yīng)．

點評 本題主要考查了空氣中氧氣含量的測定實驗，在解答這類題時，一般是不考慮空氣中氧氣和氮氣之外的其它成分．要理解該實驗探究的原理，了解實驗注意的事項等．