Question

某�；瘜W(xué)興趣小組就空氣中氧氣的含量進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究：
【集體討論】
（1）討論后同學(xué)們認(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)）

 

，
A．蠟燭      B．紅磷      C．硫粉      D．鐵絲
寫(xiě)出用該藥品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

．
（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)）

 

．

【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

 

．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

 

．
【實(shí)驗(yàn)拓展】
（4）如圖2為小芳同學(xué)設(shè)計(jì)的趣味實(shí)驗(yàn)，甲、乙兩集氣瓶?jī)?nèi)充滿(mǎn)空氣，點(diǎn)燃燃燒匙內(nèi)足量的紅磷和足量的木炭后迅速插入集氣瓶?jī)?nèi)并塞緊橡皮塞（整個(gè)裝置氣密性良好），燃燒結(jié)束冷卻到室溫打開(kāi)彈簧夾，觀察到

 

，原因是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：測(cè)定空氣里氧氣含量的探究,書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式

專(zhuān)題：科學(xué)探究

分析：（1）蠟燭燃燒生成二氧化碳和水，紅磷燃燒生成白色固體五氧化二磷，硫粉燃燒生成刺激性氣味的氣體二氧化硫，鐵絲燃燒生成黑色固體四氧化三鐵；
（2）根據(jù)反應(yīng)物接觸越充分反應(yīng)越完全，同時(shí)要注意保證裝置的氣密性來(lái)完成解答；
（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）對(duì)于打開(kāi)止水夾后的現(xiàn)象，要從反應(yīng)本身來(lái)考慮，同時(shí)要對(duì)比兩個(gè)裝置內(nèi)的細(xì)微差別，從對(duì)比中尋求問(wèn)題的解決．硫和磷，沒(méi)有問(wèn)題，但是對(duì)應(yīng)的產(chǎn)物卻有很大差異，一種是氣體，一種是固體，弄清楚這一點(diǎn)，所有問(wèn)題迎刃而解．

解答：解：
（1）蠟燭、硫粉燃燒都有氣體生成，不符合選用藥品的特征；鐵絲雖然也只能與氧氣反應(yīng)，生成物也是固體，但鐵絲只能在純凈氧氣中燃燒，在空氣中不能燃燒，也不符合選用特征；紅磷在空氣中燃燒也與氧氣反應(yīng)且生成固體五氧化二磷，符合選用特征；發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式4P+5O₂

點(diǎn)燃  .

2P₂O₅．
（2）根據(jù)反應(yīng)物接觸越充分反應(yīng)越完全，保證集氣瓶中的氧氣與紅磷完全反應(yīng)，所以應(yīng)該選擇A裝置；確保成功測(cè)定空氣主要組成，反應(yīng)前應(yīng)該先檢查裝置的氣密性；
（3）根據(jù)（2）中記錄的數(shù)據(jù)可以得出大多數(shù)同學(xué)都驗(yàn)證出氧氣約占空氣體積的

1

5

，根據(jù)進(jìn)入水的體積為大約五分之一，可以判定剩余的氣體難溶于水；
（4）題目是在空氣中氧氣含量測(cè)定的基礎(chǔ)上改進(jìn)的，所以沒(méi)有對(duì)

1

5

這個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行強(qiáng)調(diào)，但是遵循的原理卻是相同的，所以在分析實(shí)驗(yàn)后的現(xiàn)象差異時(shí)，還是要結(jié)合測(cè)定空氣中氧氣含量的藥品選擇所考慮的因素進(jìn)行．由于木炭燃燒對(duì)應(yīng)產(chǎn)物是二氧化碳?xì)怏w，而紅磷燃燒對(duì)應(yīng)的產(chǎn)物卻是五氧化二磷固體，導(dǎo)致反應(yīng)后裝置內(nèi)的氣體體積不同，氣壓也就不一樣，所以才導(dǎo)致打開(kāi)止水夾后對(duì)應(yīng)的現(xiàn)象也不一樣．
 故答案為：
（1）B；4P+5O₂

點(diǎn)燃  .

2P₂O₅
（2）A；
（3）

1

5

；難溶于水．
 （4）集氣瓶乙無(wú)變化；而燒杯中的水沿導(dǎo)管流入集氣瓶甲中，直到集氣瓶體積約

1

5

處．因?yàn)樘荚诳諝庵腥紵�，每消耗一分子氧氣，就�?huì)生成一分子二氧化硫氣體，使集氣瓶乙中壓強(qiáng)無(wú)變化；而磷在空氣中燃燒，生成五氧化二磷固體，使得集氣瓶甲中壓強(qiáng)降低，大氣將水壓入瓶?jī)?nèi)直到氣壓平衡（即約占集氣瓶體積的

1

5

處）．

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．