Question

【题目】在“空气中氧气含量的测定”实验探究中，甲同学设计了如下实验方案：
（1）在燃烧匙内盛过量红磷，点燃后立即插入集气瓶内，塞紧橡皮塞，待红磷火焰熄灭，集气瓶冷却至室温，打开铁夹，水注入集气瓶。（实验装置如图所示）回答下列问题实验过程中，观察到的主要现象是 ， 反应的符号表达式是。通过该实验还能得出氮气的性质。
（2）某学习小组的同学对甲同学的实验方案开展进一步探究：[提出问题]
①可用于“空气中氧气含量测定实验”的药品只能是红磷吗?什么样的药品可以作为该实验的反应物?
②可用于“空气中氧气含量测定实验”的装置除了课本中提及的，还有其它装置吗?
③改进装置和药品，能使一些在一般条件下不能用于测定空气含量的物质也能测定氧气的含量吗?
[作出猜想]猜想1 一定还可用其它的物质测定空气中氧气含量，如镁条。
猜想2 可用于“空气中氧气含量测定实验”的装置不止这一种，但都须满足一定的条件。
[查阅资料] 刘小源同学查阅资料获知：(1)“镁在空气中燃烧不仅与氧气反应，还与氮气和二氧化碳反应”；⑵铁丝在潮湿的空气中会生锈；(3)“引火铁”(极细的铁粉)是一种准纳米材料，这种铁粉具有很高的反应活性，它在空气中受热很容易燃烧；(4)白磷与红磷的化学性质有相似之处，白磷在40℃左右便能燃烧，红磷在240℃才能燃烧。
[分析论证]刘小源同学觉得如果用蜡烛、硫粉、木炭在空气中燃烧做此实验将产生很大误差，理由是。李雨欣同学觉得用铁丝也不行，理由是。
根据刘小源同学查阅的资料，若用镁条代替红磷，测得的氧气的体积含量应该(填“大于”或“小于”“等于”)空气体积的1/5。
[得出结论]根据刘小源同学查阅的资料及上述分析，请归纳：在测定空气中氧气含量的实验中，应考虑所用药品和生成物应满足以下的条件：
①在加热点燃等条件下可以与氧气反应，
② ， ③。
[反思改进]李雨欣同学根据查阅到的不同装置，结合刘小源同学查阅的资料与分析，设计了如下实验方案(包括装置及药品)：其中，不适宜在较短时间内测得空气中氧气含量的一种方案是（填字母序号），理由是。在其余的五种实验方案中，有一个装置可能因为空气受热体积膨胀导致装置损坏或气体外逸，该装置是（填字母序号）。其余改进方案共同的优点是：。

Answer 1

【答案】
（1）红磷燃烧产生大量白烟,放出热量,,难溶于水不能燃烧也不支持燃烧。
（2）消耗氧气,但产生新的气体,无压强差,铁丝在空气中不能燃烧,大于,只与O2反应,生成物最好是固体,不能是气体,E,铁生锈是缓慢氧化的过程,F,容器内点燃的白磷减少了空气污染
【解析】（1）红磷燃烧产生大量白烟，放出热量，反应物为磷和氧气，生成物为五氧化二磷；通过该反应还可以得出氮气不支持燃烧本身也不燃烧，不溶于水的性质；
（2）用蜡烛、硫粉、木炭在空气中燃烧做此实验时因生成物都有气体，压强没有明显变化，所以会产生很大误差；铁丝在空气中不能燃烧，所以也不能替代磷；因镁除与氧气反应外，还可与氮气和二氧化碳反应，所以若用镁代替红磷，会使测得结果大于五分之一；综上分析可知，在测定空气中氧气含量的实验中，应考虑所用药品和生成物只与氧气反应，且不能有气体生成；因铁生锈属于缓慢氧化，所以用E测得空气中氧气含量时不适宜较短时间；F装置中磷燃烧时放出大量热，容易导致装置损坏或气体外逸；其他改进实验装置始终密闭，减少空气污染。