Question

某同學(xué)設(shè)計(jì)了測(cè)定空氣中氧氣含量的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖1．該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①將圖中的集氣瓶分為5等份，并作好標(biāo)記；
②在帶橡皮塞和導(dǎo)管的燃燒匙內(nèi)裝入足量的紅磷，將導(dǎo)管上的止水夾夾緊，在酒精燈上點(diǎn)燃紅磷，并立即伸入集氣瓶?jī)?nèi)，塞緊橡皮塞；
③充分反應(yīng)后，待集氣瓶冷卻至室溫，打開(kāi)止水夾．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）該實(shí)驗(yàn)中紅磷需稍過(guò)量，目的是

 

；
（2）寫(xiě)出紅磷燃燒的文字表達(dá)式

 

；步驟②集氣瓶中的現(xiàn)象是

 

；步驟③中打開(kāi)止水夾后觀察到的現(xiàn)象是

 

，由此可得出空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)約為

 

．
（3）實(shí)驗(yàn)完畢，若進(jìn)入集氣瓶中水的體積不到總?cè)莘e的

1

5

，你認(rèn)為導(dǎo)致這一結(jié)果的原因可能是

 

；
（4）上面的實(shí)驗(yàn)證明了氧氣有

 

的性質(zhì)，同時(shí)也證明了氮?dú)庥心男┬再|(zhì)？①

 

；②

 

（5）若將紅磷換成炭粉，該實(shí)驗(yàn)?zāi)芊瘾@得成功？為什么？

 

成功，原因是

 

．
（6）用來(lái)測(cè)定空氣成分的方法很多，某同學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行反思后，提出了改進(jìn)方法（如圖2所示），你認(rèn)為改進(jìn)后的優(yōu)點(diǎn)是：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：空氣組成的測(cè)定,書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式

專題：空氣與水

分析：熟記用紅磷測(cè)定空氣里氧氣含量的實(shí)驗(yàn)原理、操作步驟、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)結(jié)論和注意事項(xiàng)是解答這類題目的基礎(chǔ)．
（1）根據(jù)該實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)分析；
（2）根據(jù)紅磷的燃燒現(xiàn)象、反應(yīng)結(jié)合壓強(qiáng)知識(shí)分析．紅磷與氧氣反應(yīng)生成五氧化二磷固體，消耗了瓶?jī)?nèi)的氣體，壓強(qiáng)減小，外界大氣壓會(huì)壓著水進(jìn)入集氣瓶；
（3）保證本實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵是：①裝置氣密性好；②紅磷要足量；③要冷卻至室溫再讀數(shù)．
（4）考慮氧氣、氮?dú)獾男再|(zhì)，進(jìn)行分析；
（5）根據(jù)測(cè)定空氣中氧氣含量的實(shí)驗(yàn)的原理分析．
（6）圖2裝置設(shè)計(jì)的比較好，操作簡(jiǎn)單，并且試管內(nèi)的空氣也不會(huì)逸出來(lái)，比較嚴(yán)密；

解答：解：（1）該實(shí)驗(yàn)中紅磷需稍過(guò)量，目的是：確保將集氣瓶?jī)?nèi)的氧氣消耗盡；
（2）點(diǎn)燃的紅磷，在集氣瓶燃燒，生成大量的白煙．紅磷燃燒生成了五氧化二磷，反應(yīng)的文字表達(dá)式為：紅磷+氧氣

點(diǎn)燃

五氧化二磷；由于紅磷與氧氣反應(yīng)生成五氧化二磷固體，消耗了瓶?jī)?nèi)的氣體，壓強(qiáng)減小，所以，打開(kāi)止水夾后觀察到的現(xiàn)是：燒杯中的水倒流至集氣瓶，液面上升在一等分刻度處；由此可得出空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)約為五分之一．
（3）裝置漏氣最終會(huì)使瓶?jī)?nèi)氣體減少的少，水倒流入瓶?jī)?nèi)的就少；紅磷量不足，沒(méi)有將氧氣完全消耗；沒(méi)有冷卻到室溫就打開(kāi)止水夾，瓶?jī)?nèi)氣壓比室溫下偏大，水倒流入瓶?jī)?nèi)的就少；
（4）在該實(shí)驗(yàn)中，剩余的氣體主要是氮?dú)�，該�?shí)驗(yàn)可推論出氮?dú)怆y溶于水和其化學(xué)性質(zhì)不活潑的結(jié)論；
（5）若將紅磷換成炭粉，該實(shí)驗(yàn)不能獲得成功，因?yàn)樘挤廴紵�消耗掉氧氣同時(shí)又生成了二氧化碳等氣體，瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)基本不變，水不倒流．
（6）通過(guò)凸透鏡聚光引燃紅磷，不需要打開(kāi)瓶塞，空氣出不來(lái)也進(jìn)不去，測(cè)量比較準(zhǔn)確．用酒精燈引燃紅磷，紅磷燃燒生成了五氧化二磷進(jìn)入空氣會(huì)污染空氣，由于磷燃燒放出大量的熱，打開(kāi)瓶塞時(shí)容易使空氣受熱而逸出．所以實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)是：誤差少或無(wú)污染．
故答案為：
（1）確保將集氣瓶?jī)?nèi)的氧氣消耗盡
；
（2）紅磷+氧氣

點(diǎn)燃

五氧化二磷； 紅磷燃燒，生成大量的白煙； 燒杯中的水倒流至集氣瓶，液面上升在一等分刻度處，五分之一．
（3）紅磷量不足；
（4）助燃，難溶于水； 不燃燒，不能助燃
（5）不能，因?yàn)樘挤廴紵�消耗掉氧氣同時(shí)又生成了二氧化碳等氣體，瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)基本不變，水不倒流．
（6）誤差少或無(wú)污染．

點(diǎn)評(píng)：本考點(diǎn)考查了空氣中氧氣的含量的探究，并且注重了實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)，對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)是近幾年中考的一個(gè)重點(diǎn)．評(píng)價(jià)包括對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)、實(shí)驗(yàn)過(guò)程的評(píng)價(jià)、實(shí)驗(yàn)結(jié)論的評(píng)價(jià)等，要認(rèn)真把握．