Question

5．某化学兴趣小组的同学对空气中氧气含量的测定实验进行探究．

（1）如图1所示装置和药品是教材设计的测定空气中氧气的含量实验，小明同学认为可用木炭代替红磷测定空气中氧气的含量．小丽同学认为不可以，其原因是碳与氧气反应后生成的二氧化碳是气体．
（2）小芳同学用镁条代替红磷来测定空气中氧气的含量．结果却发现倒吸的水量远远超过集气瓶的$\frac{1}{5}$．小组内同学帮她仔细检查，发现装置的气密性及操作步骤均无问题．你认为造成此现象的原因可能是空气中除氧气外还有其他物质与镁反应．
（3）小组内同学反思上述实验的探究过程后认为：用燃烧法测定空气中氧气含量的实验时，在药品的选择或生成物的要求上应同时考虑两点，一是药品（或反应物）只能与氧气反应，二是生成物不能是气体．
（4）小组内同学还对该实验进行了如图2改进．（已知试管容积为45mL）．
实验的操作步骤如下：
①点燃酒精灯
②撤去酒精灯，待试管冷却后松开弹簧夹．
③将少量红磷平装入试管中，将20mL的注射器活塞置于10mL刻度处，并按图2中所示的连接方式固定好，再将弹簧夹紧橡皮管．
④读取注射器活塞的数据．
你认为正确的实验操作顺序是③①②④（填序号）．注射器活塞将从10mL刻度处慢慢前移到约为1mL刻度处才停止．

Answer 1

分析 本题是测定空气中氧气的含量，我们常用燃烧红磷的方法，因为磷燃烧生成白色固体五氧化二磷，几乎不占空间，使内外产生气压差，从而得到正确的结论．因此在选择可燃物时，必须考虑到：燃烧的条件；生成物的状态；不与空气中其他物质发生反应．保证本实验成功的关键是：①装置气密性好；②红磷要足量；③要冷却至室温再读数，可以据此结合题给要求答题．

解答 解：（1）木炭对应产物是二氧化碳和一氧化碳，所以用木炭代替红磷是不会得到正确的结果的．
（2）镁条不但可以和氧气反应，也可以和氮气反应，所以消耗的气体的体积要大于五分之一，进入广口瓶中水的体积也会超过五分之一；
（3）根据药品与氧气反应的产物是否能够产生压强差可以知道在选择药品时要保证药品本身是固体，能且只能和空气中氧气反应，且生成物不是气体；
（4）对应用注射器进行的实验改进，相对先前的实验，数据更容易获取，因为注射器有精确的刻度．计算部分要注意反应消耗掉的是试管内的氧气，不包含注射器内的部分，所以消耗氧气是45的$\frac{1}{5}$，即9mL，所以注射器活塞应该向左滑动到“1”．
故答案为：（1）碳与氧气反应后生成的二氧化碳是气体．
（2）空气中除氧气外还有其他物质与镁反应．
（3）药品（或反应物）只能与氧气反应；生成物不能是气体．
（4）③①②④；1．

点评 空气是人类宝贵的自然资源，在中考中占有重要的地位，特别是空气中氧气含量的测定，要注意测定原理、实验关键、现象和结论、装置的评价和改进等内容的考查．