Question

【题目】某校化学活动小组对测定空气中氧气的体积分数做了如下回顾和探究。

（知识回顾）初中化学常采用红磷燃烧的方法来测定空气中氧气的体积分数如图一。

写出该物质在空气中燃烧的文字表达式：______；该方法测定的结果偏小的可能原因是______（填序号）。

①红磷量不足 ②装置气密性不好 ③弹簧夹没有加紧 ④没有冷却到室温

（探究实验）活动小组同学用如图二的装置进行镁条在空气中燃烧的实验。待点燃的镁条在密闭的集气瓶中停止燃烧，冷却到室温，打开止水夹，发现进入集气瓶中的水的体积约为其容积的70%。

（提出问题）集气瓶中气体为什么减少了70%这么多？

（讨论分析）根据空气的组成，可推出减少的气体中除了氧气外，一定还有______，因为如果镁条只和空气中的氧气反应，则进入集气瓶中的水的体积最多不超过容积的______%。

（查阅资料）镁条的化学性质很活泼，能和氧气剧烈反应；也能在氮气中燃烧，产物为黄绿色的氮化镁固体。

（反思拓展）如果用燃烧法来测定空气中氧气的体积分数，不能选用镁条，因为镁条除了和氧气反应，还要和氮气等反应；也不能选用铁丝，其原因是______；一般也不会选用木炭或硫粉，其原因是______。请结合所学知识，总结“用燃烧法测定空气中氧气的体积分数”时，对选用的反应物及生成物分别有何要求：

（1）______；

（2）______。

Answer 1

【答案】 ①②④ 氮气 21 铁丝在空气中不能燃烧 木炭和硫粉燃烧有气体产生导致压强不变 物质易与空气中的氧气反应而不与其他成分反应 物质燃烧不能生成气体

【解析】

[知识回顾]

红磷燃烧生成五氧化二磷，燃烧的文字表达式：；

①红磷量不足，装置内的氧气没有消耗完，导致测定结果偏小，符合题意；

②装置气密性不好，导致倒吸进入集气瓶的水偏少，测定结果偏小，符合题意；

③弹簧夹没有夹紧，实验中会逸出了一部分气体，最终进入瓶内的水偏多，测定结果偏大，不符合题意；

④没有冷却到室温就打开弹簧，装置内的气体还处于膨胀状态，会导致进入集气瓶的水偏少，测定结果偏小，符合题意；故选：①②④；

[讨论分析]

根据空气的组成（氮气体积分数约为78%，氧气体积分数约为21%），集气瓶中气体减少了70%，可推出减少的气体中除了氧气外，一定还有氮气，因为如果镁条只和空气中的氧气反应，则进入集气瓶中的水的体积最多不超过容积的21%；

[反思拓展]

不能选用铁丝，其原因是铁丝在空气中不能燃烧，不能消耗氧气；

一般也不会选用木炭或硫粉，其原因是木炭和硫粉燃烧有气体产生导致压强不变，烧杯中的水不会发生倒吸；

“用燃烧法测定空气中氧气的体积分数”时，对选用的反应物及生成物要求：物质易与空气中的氧气反应而不与其他成分反应，物质燃烧不能生成气。