Question

17．某化學興趣活動小組為測定空氣中氧氣的含量，進行如下探究實驗：
（1）如圖1所示，在一個具有刻度和可以滑動的活塞的玻璃容器中放入一粒白磷（白磷燃燒所需的最低溫度為40℃），將玻璃容器固定好，放在盛有85℃熱水的燒杯上．請回答下列問題：
①實驗中可以看到玻璃容器內白磷燃燒時的現(xiàn)象是產生大量白煙，該反應的文字表達式是磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷
．實驗結束后，恢復至常溫，活塞應停在刻度4處，出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因是：白磷燃燒消耗了空氣中氣態(tài)的氧氣而生成了固態(tài)的五氧化二磷，從而使玻璃容器內的氣體體積減�。ㄌ睢霸龃蟆�、“減小”或“不變”）．
②玻璃容器內余下的氣體主要是氮氣．
③此反應中白磷要過量，目的是除盡氧氣．
（2）小軍根據燃燒紅磷測定空氣中氧氣含量的實驗原理，認為可用木炭代替紅磷測定空氣中氧氣的含量，并按圖2裝置進行實驗．他依據的實驗原理可能是木炭燃燒消耗氧氣．
①小軍檢查裝置氣密性性后，將盛有足量紅熱木炭的燃燒匙迅速伸入集氣瓶中，并把塞子塞緊，待紅熱的木炭熄滅并冷卻至室溫后，打開彈簧夾，并未發(fā)現(xiàn)倒吸現(xiàn)象．經過認真分析，小軍發(fā)現(xiàn)實驗失敗的原因是（答一條）木炭燃燒雖消耗了氧氣，但產生了新的氣體，致使集氣瓶內氣體壓強沒在明顯變化．
②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考慮的是（答一條）藥品要能在空氣中燃燒；燃燒時只消耗氧氣；生成物最好不是氣體，如果生成物是氣體，則應用其它物質將其完全吸收等．

Answer 1

分析 （1）白磷在空氣中燃燒的現(xiàn)象為黃色火焰，冒出大量白煙；空氣主要是由氮氣和氧氣組成的，其中氧氣的體積分數(shù)為五分之一；實驗成功的關鍵為白磷過量、反應充分、氣密性良好等；
（2）測定空氣中氧氣的含量實驗中，要選擇在空氣中只能與氧氣反應生成固體的藥品．

解答 解：（1）白磷能與空氣中的氧氣反應，發(fā)出黃色火焰，冒出大量白煙，白煙是五氧化二磷，空氣主要是由氮氣和氧氣組成的，因此，白磷消耗完氧氣后剩余的氣體主要是氮氣；空氣中氧氣的體積分數(shù)為五分之一；實驗成功的關鍵為白磷過量、反應充分、氣密性良好等，白磷過量是為了除盡氧氣；
小軍認為可用木炭代替紅磷測定空氣中氧氣的含量，可能考慮到木炭燃燒消耗氧氣；木炭燃燒雖消耗了氧氣，但產生了二氧化碳，致使集氣瓶內氣體壓強沒在明顯變化，因此打開彈簧夾，并未發(fā)現(xiàn)倒吸現(xiàn)象； 測定空氣中氧氣的含量實驗中藥品要能在空氣中燃燒；燃燒時只消耗氧氣；生成物最好不是氣體，如果生成物是氣體，則應用其它物質將其完全吸收．
答案：
（1）
①產生大量白煙； 磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷； 4；  氧氣；  五氧化二磷；  減小；
②氮氣；   
③除盡氧氣；
（2）木炭燃燒消耗氧氣；    ①木炭燃燒雖消耗了氧氣，但產生了新的氣體，致使集氣瓶內氣體壓強沒在明顯變化；
 ②藥品要能在空氣中燃燒；燃燒時只消耗氧氣；生成物最好不是氣體，如果生成物是氣體，則應用其它物質將其完全吸收．

點評 解決探究性實驗題要過“三關”，即：審題觀，要做到看清題中所講的化學過程、看清題設條件、看清要解決的問題；分析觀，想化學過程所涉及的化學概念和所用的化學原理、想所給條件與所求問題的關系、想有無隱含條件及題目考查的內容；解達觀，根據題意和條件，選擇最佳的答題方法，實驗驗證所選取的試劑要易得，操作要簡單，現(xiàn)象要明顯，結論要可靠