Question

某校化學興趣小組就空氣中氧氣的含量進行實驗探究：
【集體討論】
（1）討論后同學們認為，選擇的藥品既要能消耗氧氣，又不會跟空氣中的其他成分反應，而且生成物為固體．他們應該選擇（填編號）______．
A．鎂條  B．紅磷  C．硫粉  D．鐵絲
（2）小組同學共同設計了如圖1所示的裝置，為了確保實驗的成功，在裝藥品之前應該______．

【分組實驗】在討論的基礎上，他們分組進行了實驗．
【數據分析】實驗結束后，整理數據如下：（注：集氣瓶容積為l00mL）

組別	1	2	3	4	5	6
進入集氣瓶中水的體積/mL	20	21	19	20	22	18

（3）通過對實驗結果的交流，大多數同學都驗證出氧氣約占空氣體積的______，通過實驗還可以推斷集氣瓶中剩余氣體的物理性質是______．
（4）造成第6組同學結果偏低的原因可能是______．
【實驗拓展】如圖2所示是“空氣中氧氣體積分數測定”實驗的改進裝置．主要操作是：在實際容積為l50mL的集氣瓶里，先裝進50mL的水，再按圖2連好儀器，按下熱的玻璃棒，白磷立即被點燃．
（5）白磷從燃燒到熄滅冷卻的過程中，瓶內水面的變化是______；若實驗非常成功，最終集氣瓶中水的體積約為______mL．
（6）集氣瓶里預先裝進的50mL水，在實驗過程中起到哪些作用？______（填寫序號）．
A．加快集氣瓶冷卻
B．液封導氣管末端以防氣體逸出
C．緩沖集氣瓶內氣壓的驟然升高
D．吸收五氧化二磷、

Answer 1

【答案】分析：本題是測定氧氣在空氣中的體積分數的實驗探究，選擇的藥品既要能消耗氧氣，又不會跟空氣中的其他成分反應，而且生成物為固體，因此應該選擇紅磷；因為紅磷燃燒生成白色固體五氧化二磷，而鎂條不僅與氧氣反應還與氮氣反應，硫粉燃燒生成二氧化硫氣體，鐵絲在空氣中不燃燒，所以都不可以；為了確保實驗的成功，在裝藥品之前應該：檢查裝置的氣密性；通過整理數據分析：大多數同學都驗證出氧氣約占空氣體積的五分之一；通過實驗還可以推斷集氣瓶中剩余氣體的物理性質是：難溶于水；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．白磷從燃燒到熄滅冷卻的過程中，瓶內水面的變化是：先下降后上升，因為瓶內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：50mL+20mL=70mL；集氣瓶里預先裝進的50mL水，在實驗過程中起的作用是：加快集氣瓶冷卻、液封導氣管末端以防氣體逸出、緩沖集氣瓶內氣壓的驟然升高、吸收五氧化二磷等．
解答：解：（1）應該選擇紅磷，因為紅磷燃燒生成白色固體五氧化二磷，而鎂條不僅與氧氣反應還與氮氣反應，硫粉燃燒生成二氧化硫氣體，鐵絲在空氣中不燃燒，所以都不可以，故答案為：B
（2）為了確保實驗的成功，在裝藥品之前應該：檢查裝置的氣密性，故答案為：檢查裝置的氣密性
（3）通過整理數據分析：大多數同學都驗證出氧氣約占空氣體積的五分之一；通過實驗還可以推斷集氣瓶中剩余氣體的物理性質是：難溶于水；故答案為：；難溶于水；
（4）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；故答案為：紅磷量不足或沒有冷卻至室溫（合理即可）
（5）白磷從燃燒到熄滅冷卻的過程中，瓶內水面的變化是：先下降后上升，因為瓶內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：50mL+20mL=70mL，故答案為：先下降后上升；70；
（6）集氣瓶里預先裝進的50mL水，在實驗過程中起的作用是：加快集氣瓶冷卻、液封導氣管末端以防氣體逸出、緩沖集氣瓶內氣壓的驟然升高、吸收五氧化二磷等，故答案為：A、B、C、D
點評：本考點是測定氧氣在空氣中的體積分數，屬于實驗方法和過程的探究．這類探究實驗中要注意以下幾點：①裝置的嚴密性②所用藥品的量③生成物的狀態④讀數時要冷卻到原溫度等．要具體問題具體分析，根據設計的步驟中不同的現象去思考，從而得出正確的結論．本考點經常出現在選擇題、填空題和實驗題中．