Question

【題目】甲、乙、丙三同學在學完了第二單元后，對測定空氣中氧氣含量的實驗非常感興趣，想探究能否用其它物質(zhì)來代替紅磷完成該實驗．他們選取了以下幾種物質(zhì)：鐵絲、硫粉、木炭、鎂條（鎂是一種金屬）．憑已有知識他們進行了討論：

（1）甲同學首先認為不能用鐵絲代替紅磷．他的理由是________________。

（2）乙同學認為也不能用硫粉、木炭代替紅磷．他的理由是____________。

（3）對于鎂條，三同學憑已有的知識無法判斷，他們于是進行了如下的探究：他們用如圖所示裝置和光亮鎂條進行實驗，將鎂條點燃后迅速放入瓶中燃燒，觀察到鎂條發(fā)出耀眼的白光，有白色粉末狀物質(zhì)產(chǎn)生，冷卻后打開止水夾，進入集氣瓶中水的體積約占集氣瓶容積的70%（實驗過程中所有操作都是正確的）冷卻后水能進入集氣瓶中的原因是_________________；為了讓實驗取得成功，該同學進行實驗時的第一步是______ 。

（4）如果鎂條只和空氣中的氧氣反應，則進入集氣瓶中水的體積最多超過其容積的五分之一，現(xiàn)進入集氣瓶中水的體積約為其容積的，根據(jù)空氣的組成可推出減少的氣體中有氮氣．

問題：氮氣為什么減少呢？

假設一：氮氣與瓶內(nèi)其它物質(zhì)反應而減少． 假設二： __________________．

通過以上實驗你認為能否用鎂條代替紅磷測定空氣中氧氣含量（填：“能”或“不能”）_______________。

（5）已知空氣中氧氣的體積分數(shù)為21%，小蘭同學用如圖1裝置進行驗證，實驗后發(fā)現(xiàn)測得的氧氣體積分數(shù)小于，請你幫她分析造成這種結果的可能原因（至少答一點）：_____________。

（6）關閉止水夾a、b、c，使過量的紅磷和木炭分別在盛有空氣的等容積的甲、乙兩瓶中同時燃燒，如圖所示，試回答：

①燃燒停止并冷卻，若打開止水夾a、c后觀察到的現(xiàn)象是____________；

②若打開止水夾a、b、c后觀察到的現(xiàn)象是______________，原因是____________。

Answer 1

【答案】鐵絲在空氣中不能燃燒 產(chǎn)生的氣體占據(jù)了消耗掉的氧氣的空間，壓強不變 耗了瓶內(nèi)的氧氣，使壓強變小, 外界大氣壓將水壓入瓶中 檢查裝置的氣密性 氮氣與鎂反應而減少 不能 氣密性不好 （或紅磷量不足，沒有冷卻到室溫就打開止水夾） 水進入左瓶中，進入水的體積約為集氣瓶容積的1/5 水進入兩個集氣瓶中 氣體總體積減少，壓強變小

【解析】

（1）因是測定空氣中氧氣含量，故物質(zhì)應在空氣中能反應，而鐵絲在空氣中不能燃燒；

（2）木炭和硫粉產(chǎn)生的氣體占據(jù)了消耗掉的氧氣的空間，壓強不變，不能測定氧氣含量；

（3）冷卻后水能進入集氣瓶中的原因是鎂條燃燒消耗了瓶內(nèi)的氧氣，使壓強變小, 外界大氣壓將水壓入瓶中。因是測定空氣中氧氣含量，根據(jù)氣壓變化判斷，故試驗前應檢查裝置氣密性；

（4）因進入集氣瓶中水的體積約為其容積的，除氮氣與瓶內(nèi)其它物質(zhì)反應而減少之外還可能是氮氣和鎂反應而減少。故不能用鎂條代替紅磷測定空氣中氧氣含量。

（5）測得的氧氣體積分數(shù)小于可能原因是：裝置氣密性不好 （或紅磷量不足，沒有冷卻到室溫就打開止水夾）；

（6）①紅磷燃燒之消耗空氣中氧氣，故打開止水夾會看到水進入左瓶中，進入水的體積約為集氣瓶容積的1/5，

②木炭燃燒產(chǎn)生二氧化碳，右側瓶內(nèi)壓強開始無明顯變化，但止水夾打開后，兩個瓶內(nèi)壓強要趨于一致，因氣體的總體積減小而壓強變小，故打開止水夾會看到水進入兩個集氣瓶中。