Question

15．某化學(xué)興趣小組的同學(xué)對空氣中氧氣含量的測定實驗進(jìn)行探究：

（1）如圖甲所示裝置和藥品進(jìn)行實驗，集氣瓶中發(fā)生反應(yīng)的文字或符號表達(dá)式為紅磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷或4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅，實驗中可觀察到紅磷燃燒的現(xiàn)象是產(chǎn)生大量的白煙．
（2）該組同學(xué)做了6次實驗，整理數(shù)據(jù)如下：

	1	2	3	4	5	6
進(jìn)入集氣瓶中水的體積（mL）	20	21	19	20	22	18

（注：集氣瓶容積為100mL）通過6次實驗，該組同學(xué)探究出氧氣約占空氣體積的$\frac{1}{5}$或20%，該組同學(xué)通過多次實驗得出結(jié)論的目的是多次實驗，減小誤差，通過該實驗還可以推斷出集氣瓶中剩余氣體的物理性質(zhì)是難溶于水，化學(xué)性質(zhì)是不能燃燒（或不支持燃燒）．
（3）小林同學(xué)利用甲圖裝置測定空氣中氧氣的含量，下列操作會使測定結(jié)果偏小的是AD（填序號??A實驗裝置可能漏氣???????B實驗中所取的紅磷過量
C?實驗前沒有將彈簧夾夾緊??D?紅磷燃燒結(jié)束后，沒等裝置冷卻就打開彈簧夾
（4）小明同學(xué)認(rèn)為可用木炭代替紅磷測定空氣中氧氣的含量，小麗同學(xué)認(rèn)為不可以，其原因是木炭燃燒產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w，集氣瓶內(nèi)氣壓幾乎不變，水不會倒吸，小強同學(xué)預(yù)先在集氣瓶內(nèi)加入氫氧化鈉溶液反應(yīng)后，用木炭做實驗也收到了較好的效果．
（5）小芳同學(xué)用鎂條代替紅磷來測定空氣中氧氣的含量．結(jié)果卻發(fā)現(xiàn)倒吸的水量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過剛才實驗的體積．小組內(nèi)的同學(xué)幫她仔細(xì)檢查，發(fā)現(xiàn)裝置的氣密性及操作步驟均無問題．你認(rèn)為造成此現(xiàn)象的原因可能是鎂條能與氮氣反應(yīng)．
（6）小組內(nèi)同學(xué)查閱資料后知道白磷40℃即燃燒，燃燒產(chǎn)物與紅磷相同，于是采用改進(jìn)后的乙裝置進(jìn)行重新探究．主要操作是：在實際容積為100mL的集氣瓶里先裝進(jìn)30mL的水，再按圖連好儀器，按下熱的玻璃棒，白磷立即被點燃．
①白磷從燃燒到熄滅冷卻的過程中，瓶內(nèi)水面的變化是先下降后上升，若實驗非常成功，最終集氣瓶中水的體積約為44mL．
②你認(rèn)為集氣瓶里預(yù)先裝進(jìn)的水有哪些作用？abc（填序號）
a．加快集氣瓶冷卻    b．液封導(dǎo)氣管末端以防氣體逸出    c．緩沖集氣瓶內(nèi)氣壓的驟然升高．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)紅磷燃燒生成五氧化二磷以及燃燒的現(xiàn)象進(jìn)行解答；
（2）根據(jù)圖表可知氧氣約占空氣體積以及氮氣的性質(zhì)進(jìn)行解答；
（3）根據(jù)要使本實驗成功，必須注意以下幾點：①裝置的氣密性好；②紅磷足量；③必須冷卻到室溫再讀數(shù)進(jìn)行解答；
（4）根據(jù)木炭燃燒生成二氧化碳以及二氧化碳能被氫氧化鈉溶液吸收進(jìn)行解答；
（5）根據(jù)鎂條能與氮氣反應(yīng)生成氮化鎂進(jìn)行解答；
（6）根據(jù)白磷從燃燒到熄滅冷卻的過程中，瓶內(nèi)水面的變化是：先下降后上升，因為瓶內(nèi)的氣體先受熱體積膨脹，后冷卻縮小進(jìn)行解答

解答 解：（1）紅磷燃燒生成五氧化二磷，反應(yīng)的文字或符號表達(dá)式為紅磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷或4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅；實驗中可觀察到紅磷燃燒的現(xiàn)象是產(chǎn)生大量的白煙；
（2）集氣瓶容積為100mL，

	1	2	3	4	5	6
進(jìn)入集氣瓶中水的體積（mL）	20	21	19	20	22	18

根據(jù)圖表可知氧氣約占空氣體積為1/5或20%；該組同學(xué)通過多次實驗得出結(jié)論的目的是多次實驗，減小誤差；通過該實驗還可以推斷出集氣瓶中剩余氣體的物理性質(zhì)是難溶于水，化學(xué)性質(zhì)是不能燃燒（或不支持燃燒）；
（3）根據(jù)要使本實驗成功，必須注意以下幾點：①裝置的氣密性好；②紅磷足量；③必須冷卻到室溫再讀數(shù)，所以實驗裝置可能漏氣、紅磷燃燒結(jié)束后，沒等裝置冷卻就打開彈簧夾，都會導(dǎo)致測定結(jié)果偏小；
（4）木炭燃燒生成二氧化碳?xì)怏w，所以不能用木條代替紅磷；二氧化碳能被氫氧化鈉溶液吸收，所以預(yù)先在集氣瓶內(nèi)加氫氧化鈉溶液后，用木炭做實驗也收到了較好的效果；
（5）鎂條能與氮氣反應(yīng)生成氮化鎂，所以用鎂條代替紅磷來測定空氣中氧氣的含量．結(jié)果卻發(fā)現(xiàn)倒吸的水量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過剛才實驗的體積；
（6）①白磷從燃燒到熄滅冷卻的過程中，瓶內(nèi)水面的變化是：先下降后上升，因為瓶內(nèi)的氣體先受熱體積膨脹，后冷卻；若實驗非常成功，最終集氣瓶中水的體積約為：（100mL-30mL）×$\frac{1}{5}$+30mL=44mL；
②集氣瓶里預(yù)先裝進(jìn)的水的作用：加快集氣瓶冷卻、液封導(dǎo)氣管末端以防氣體逸出、緩沖集氣瓶內(nèi)氣壓的驟然升高．
故答案為：（1）紅磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷或4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅；產(chǎn)生大量的白煙；
（2）$\frac{1}{5}$或20%；多次實驗，減小誤差；難溶于水；不能燃燒（或不支持燃燒）；
（3）AD；
（4）木炭燃燒產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w，集氣瓶內(nèi)氣壓幾乎不變，水不會倒吸；氫氧化鈉；
（5）鎂條能與氮氣反應(yīng)；
（6）①先下降后上升；44；②abc．

點評 本考點考查了空氣中氧氣的含量的探究，并且注重了實驗方案的評價，對實驗方案進(jìn)行評價是近幾年中考的一個重點．評價包括對實驗方案的評價、實驗過程的評價、實驗結(jié)論的評價等，要認(rèn)真把握．本考點綜合性比較強，主要出現(xiàn)在實驗題中．