Question

【题目】甲、乙、丙三同学在学完了第二单元后，对测定空气中氧气含量的实验非常感兴趣，想探究能否用其它物质来代替红磷完成该实验．他们选取了以下几种物质：铁丝、硫粉、木炭、镁条（镁是一种金属）．凭已有知识他们进行了讨论：

（1）甲同学首先认为不能用铁丝代替红磷．他的理由是________________。

（2）乙同学认为也不能用硫粉、木炭代替红磷．他的理由是____________。

（3）对于镁条，三同学凭已有的知识无法判断，他们于是进行了如下的探究：他们用如图所示装置和光亮镁条进行实验，将镁条点燃后迅速放入瓶中燃烧，观察到镁条发出耀眼的白光，有白色粉末状物质产生，冷却后打开止水夹，进入集气瓶中水的体积约占集气瓶容积的70%（实验过程中所有操作都是正确的）冷却后水能进入集气瓶中的原因是_________________；为了让实验取得成功，该同学进行实验时的第一步是______ 。

（4）如果镁条只和空气中的氧气反应，则进入集气瓶中水的体积最多超过其容积的五分之一，现进入集气瓶中水的体积约为其容积的，根据空气的组成可推出减少的气体中有氮气．

问题：氮气为什么减少呢？

假设一：氮气与瓶内其它物质反应而减少． 假设二： __________________．

通过以上实验你认为能否用镁条代替红磷测定空气中氧气含量（填：“能”或“不能”）_______________。

（5）已知空气中氧气的体积分数为21%，小兰同学用如图1装置进行验证，实验后发现测得的氧气体积分数小于，请你帮她分析造成这种结果的可能原因（至少答一点）：_____________。

（6）关闭止水夹a、b、c，使过量的红磷和木炭分别在盛有空气的等容积的甲、乙两瓶中同时燃烧，如图所示，试回答：

①燃烧停止并冷却，若打开止水夹a、c后观察到的现象是____________；

②若打开止水夹a、b、c后观察到的现象是______________，原因是____________。

Answer 1

【答案】铁丝在空气中不能燃烧 产生的气体占据了消耗掉的氧气的空间，压强不变 耗了瓶内的氧气，使压强变小, 外界大气压将水压入瓶中 检查装置的气密性 氮气与镁反应而减少 不能 气密性不好 （或红磷量不足，没有冷却到室温就打开止水夹） 水进入左瓶中，进入水的体积约为集气瓶容积的1/5 水进入两个集气瓶中 气体总体积减少，压强变小

【解析】

（1）因是测定空气中氧气含量，故物质应在空气中能反应，而铁丝在空气中不能燃烧；

（2）木炭和硫粉产生的气体占据了消耗掉的氧气的空间，压强不变，不能测定氧气含量；

（3）冷却后水能进入集气瓶中的原因是镁条燃烧消耗了瓶内的氧气，使压强变小, 外界大气压将水压入瓶中。因是测定空气中氧气含量，根据气压变化判断，故试验前应检查装置气密性；

（4）因进入集气瓶中水的体积约为其容积的，除氮气与瓶内其它物质反应而减少之外还可能是氮气和镁反应而减少。故不能用镁条代替红磷测定空气中氧气含量。

（5）测得的氧气体积分数小于可能原因是：装置气密性不好 （或红磷量不足，没有冷却到室温就打开止水夹）；

（6）①红磷燃烧之消耗空气中氧气，故打开止水夹会看到水进入左瓶中，进入水的体积约为集气瓶容积的1/5，

②木炭燃烧产生二氧化碳，右侧瓶内压强开始无明显变化，但止水夹打开后，两个瓶内压强要趋于一致，因气体的总体积减小而压强变小，故打开止水夹会看到水进入两个集气瓶中。