Question

法國(guó)化學(xué)家拉瓦錫通過實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論是氧氣約占空氣總體積的

1

5

，某學(xué)校興趣小組同學(xué)模仿教材中實(shí)驗(yàn)，分別用如圖所示四個(gè)裝置進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證．（燒杯和集氣瓶中液體為水）
（1）用A裝置實(shí)驗(yàn)，一切操作規(guī)范，但幾乎沒有水進(jìn)入集氣瓶中，原因是

 

；
（2）圖2是同學(xué)們對(duì)裝置B的改進(jìn)實(shí)驗(yàn)．組要操作是：在實(shí)際容積為250mL的集氣瓶里，先裝進(jìn)50mL水，在按圖2連接好一起，按下熱的玻璃棒，白磷立即被點(diǎn)燃，集氣瓶里預(yù)先裝進(jìn)的50mL水，在實(shí)驗(yàn)過程中起到的作用是

 

（填序）

A．加快集氣瓶冷卻               B．減少集氣瓶空間  
C．緩沖集氣瓶?jī)?nèi)氣壓的驟然升高     D．液封導(dǎo)氣管末端以防氣體逸出
若實(shí)驗(yàn)恢復(fù)到正常溫度，發(fā)現(xiàn)氣體減少的體積小于

1

5

，請(qǐng)你幫助同學(xué)找出造成這樣結(jié)果的可能原因（寫出兩種）
①

 

；
②

 

．
（3）同學(xué)們沒有用裝置C進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，他們認(rèn)為，使用該裝置實(shí)驗(yàn)，無(wú)法得出氧氣的占空氣總體積的

1

5

，理由是

 

．
（4）同學(xué)們用D圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，待鎂條燃燒并冷卻后打開止水夾，發(fā)現(xiàn)進(jìn)入集氣瓶中水的體積約占集氣瓶體積的70%，對(duì)于為什么進(jìn)水的體積遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過集氣瓶空間的

1

5

，同學(xué)們進(jìn)行了探究：
【猜想一】二氧化碳能與鎂條反應(yīng)．
【猜想二】

 

；
【查閱資料】
①鎂條在氮?dú)庵心苋紵�，產(chǎn)物為氮化鎂（Mg₃N₂）固體．
②鎂條點(diǎn)燃后，放入盛有二氧化碳的集氣瓶中繼續(xù)燃燒，生成氧化鎂和一種單質(zhì)，該反應(yīng)的文字表達(dá)式為

 

；
【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】實(shí)驗(yàn)過程（略）
【交流反思】通過以上對(duì)比實(shí)驗(yàn)，同學(xué)們總結(jié)出測(cè)定空氣中氧氣含量時(shí)，所用的反應(yīng)物應(yīng)滿足兩個(gè)條件：
①

 

；
②

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：空氣組成的測(cè)定

專題：空氣與水

分析：（1）題目要求分析可能造成測(cè)量結(jié)果小于

1

5

的原因，不僅僅是產(chǎn)生誤差，而是強(qiáng)調(diào)小于

1

5

，所以要圍繞偏低的各種可能進(jìn)行分析．
（2）集氣瓶里預(yù)先裝進(jìn)的50mL水，在實(shí)驗(yàn)過程中起到的作用是：加快集氣瓶冷卻，液封導(dǎo)氣管末端以防氣體逸出，緩沖集氣瓶?jī)?nèi)氣壓的驟然升高．
（3）考慮鐵絲在空氣中不能燃燒；
（4）同學(xué)們用D圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，待鎂條燃燒并冷卻后打開止水夾，發(fā)現(xiàn)進(jìn)入集氣瓶中水的體積約占集氣瓶體積的70%，對(duì)于為什么進(jìn)水的體積遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過集氣瓶空間的

1

5

，考慮二氧化碳能與鎂條反應(yīng)；氮?dú)饽芘c鎂條反應(yīng)；根據(jù)資料：“鎂條點(diǎn)燃后，放入盛有二氧化碳的集氣瓶中繼續(xù)燃燒，生成氧化鎂和一種單質(zhì)”，則推測(cè)該反應(yīng)的文字表達(dá)式；通過以上對(duì)比實(shí)驗(yàn)，測(cè)定空氣中氧氣含量時(shí)，推測(cè)所用的反應(yīng)物應(yīng)滿足兩個(gè)條件．

解答：解：（1）空氣中氧氣含量的測(cè)定，對(duì)實(shí)驗(yàn)的成敗注意事項(xiàng)為：要保證藥品過量，要保證裝置的氣密性良好，同時(shí)一定要等到溫度恢復(fù)到室溫再打開止水夾讓外界液體進(jìn)入裝置內(nèi)．所以在分析造成裝置造成結(jié)果小于

1

5

時(shí)，要考慮藥品的量可能不足造成沒有將氧氣完全消耗，同時(shí)要考慮同時(shí)一定要等到溫度恢復(fù)到室溫再打開止水夾，還要考慮裝置在藥品的足夠的情況下因?yàn)闅饷苄圆缓�，�?dǎo)致液體不能等體積進(jìn)入而引起結(jié)果偏低．
故答案為：
①紅磷的量不足；②裝置氣密性不好；③沒有冷卻到室溫就打開止水夾．
（2）集氣瓶里預(yù)先裝進(jìn)的50mL水，在實(shí)驗(yàn)過程中起到的作用是：加快集氣瓶冷卻，液封導(dǎo)氣管末端以防氣體逸出，緩沖集氣瓶?jī)?nèi)氣壓的驟然升高；故答案為：ACD；
（3）鐵絲在空氣中不能燃燒，故無(wú)法得出氧氣的占空氣總體積的

1

5

；
（4）同學(xué)們用D圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，待鎂條燃燒并冷卻后打開止水夾，發(fā)現(xiàn)進(jìn)入集氣瓶中水的體積約占集氣瓶體積的70%，對(duì)于為什么進(jìn)水的體積遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過集氣瓶空間的

1

5

，根據(jù)【猜想一】二氧化碳能與鎂條反應(yīng)．
推測(cè)【猜想二】氮?dú)饽芘c鎂條反應(yīng)；
【查閱資料】
根據(jù)資料“②鎂條點(diǎn)燃后，放入盛有二氧化碳的集氣瓶中繼續(xù)燃燒，生成氧化鎂和一種單質(zhì)”，該反應(yīng)的文字表達(dá)式為鎂+二氧化碳

點(diǎn)燃

氧化鎂+單質(zhì)；
【交流反思】通過以上對(duì)比實(shí)驗(yàn)，由此可總結(jié)出測(cè)定空氣中氧氣含量的反應(yīng)物所滿足的條件是：反應(yīng)物是固體且只和氧氣反應(yīng)，且反應(yīng)后不能生成氣體．
故答案為：
（1）裝置氣密性不好；
（2）ACD；①紅磷的量不足；②裝置氣密性不好．
（3）鐵絲在空氣中不能燃燒．
（4）【猜想二】氮?dú)饽芘c鎂條反應(yīng)；
【查閱資料】②鎂+二氧化碳

點(diǎn)燃

氧化鎂+單質(zhì)；
【交流反思】①反應(yīng)物是固體且只和氧氣反應(yīng)；②反應(yīng)后不能生成氣體．

點(diǎn)評(píng)：分析實(shí)驗(yàn)誤差要根據(jù)原理同時(shí)結(jié)合誤差具體情況來(lái)進(jìn)行分析．根據(jù)對(duì)空氣組成成分的認(rèn)識(shí)，利用鎂的性質(zhì)及題中資料信息，分析導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)中所出現(xiàn)現(xiàn)象的可能性，考查獲得信息解決問題的能力．