题目内容

4．用来测定空气中氧气含量的方法有很多，图1所示的是小明用红磷在空气中燃烧的测定方法．

【查阅资料】①白磷不溶于水且密度比水大：在空气中温度达到40℃时就可以燃烧．
②红磷和白磷在空气中的燃烧产物都是五氧化二磷固体，有毒、会刺激人体的呼吸道，可与水反应生成偏酸而被吸收掉．
③金属镁的化学性质非常活泼，不仅可以与氧气反应生成白色固体氧化镁，还可以在氮气中剧烈燃烧，生成淡黄色的固体氮化镁．
【实验过程】第一步：连接仪器，检查装置的气密性；
第二步：向集气瓶中加入少量水，并将集气瓶内的剩余容积划分为五等份，并做好标记．
第三步：点燃燃烧匙内的红磷，伸入集气瓶中并把塞子塞紧．
第四步：待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，发现水被吸入集气瓶中，进入集气瓶中水的体积约为集气瓶总容积的$\frac{1}{5}$，请回答下列问题：
（1）红磷在空气中燃烧的文字表达式为：红磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷．实验完毕，若进入集气瓶中水的体积少于总容积的$\frac{1}{5}$，你认为导致这一结果的原因可能是红磷量不足；未完全冷至室温就打开止水夹（回答一点即可）
（2）由该实验得出的结论是氧气约占空气体积的$\frac{1}{5}$
【实验反思】
（3）小亮同学对实验进行反思后，提出了改进方法（如图2所示），你认为改进后的优点是误差少或无污染
（4）小光同学认为可效仿小明同学的实验过程，在图2装置的集气瓶中先加入少量水（与图1装置等量），再开始实验，但遭到了其它同学的一致反对，请问反对的理由是水会降低温度，使白磷无法燃烧，或者水会隔绝氧气，使白磷无法燃烧
（5）如果不事先在集气瓶中加入少量水将白磷燃烧产生的白烟吸收掉的话，会对本实验的结果产生明显的影响吗？不会你的理由是白烟是五氧化二磷，为固体，不会对装置内的气压产生明显的影响
（6）为防止白磷燃烧放出的热量使集气瓶底炸裂，你的改进措施是在瓶底铺上一层细沙
（7）小林同学指出图2装置在实验安全方面仍有不足之处，于是设计出了图3所示的装置，其中气球的作用是防止橡皮塞弹出，调节气压、缓冲等．
【交流与评价】
（8）装置的改进可以使实验的数据更加精确，并提高实验成功的概率，但药品的选择则直接关系到实验能否成功，围绕着本实验为何选用红（白）磷进行实验，同学们查阅了大量的资料，并在老师的帮助下明白了原理，如以下几种药品就不可以选用：
①木炭不可以选用，理由是木炭燃烧生成二氧化碳气体，使装置内的压强基本不变；
②铁丝不可以选用，因为铁丝在空气中无法与氧气发生化学反应，导致装置内的压强没有变化；
③金属镁也不可以选用，理由是镁不仅会和氧气反应，还会和氮气反应，使实验结果不准确．

分析 （1）根据红磷燃烧生成五氧化二磷进行解答；根据实验中注意的问题分析误差原因；
（2）根据氧气约占空气体积的$\frac{1}{5}$解答；
（3）根据装置的不同点对比分析优点；
（4）根据水会降低温度，使白磷无法燃烧解答；
（5）根据白烟是五氧化二磷，为固体解答；
（6）根据防止白磷燃烧放出的热量使集气瓶底炸裂的方法解答；
（7）根据气球的作用解答；
（8）根据木炭燃烧生成二氧化碳气体，使装置内的压强基本不变；镁不仅会和氧气反应，还会和氮气反应，使实验结果不准确解答．

解答 解：
（1）红磷燃烧生成五氧化二磷，文字表达式：红磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷．实验过程中红磷要足量，红磷量少，会使氧气未消耗尽，造成结果偏小，未等冷却就打开止水夹，压强差小，倒流进的水少，装置漏气等；  
（2）由该实验得出的结论是氧气约占空气体积的$\frac{1}{5}$；
（3）利用放大镜聚光引燃红磷，不需要打开瓶塞，空气出不来也进不去，测量比较准确，用酒精灯引燃红磷由于磷燃烧放出大量的热，打开瓶塞时容易使空气受热而逸出，可以误差少或无污染．
（4）水会降低温度，使白磷无法燃烧，或者水会隔绝氧气，使白磷无法燃烧，故反对；
（5）如果不事先在集气瓶中加入少量水将白磷燃烧产生的白烟吸收掉的话，不会对本实验的结果产生明显的影响，因为白烟是五氧化二磷，为固体，不会对装置内的气压产生明显的影响；
（6）为防止白磷燃烧放出的热量使集气瓶底炸裂，改进措施是在瓶底铺上一层细沙；
（7）气球的作用是防止橡皮塞弹出，调节气压、缓冲等；
（8）①木炭不可以选用，理由是：木炭燃烧生成二氧化碳气体，使装置内的压强基本不变；
③金属镁也不可以选用，理由是：镁不仅会和氧气反应，还会和氮气反应，使实验结果不准确．
故答案为：
（1）红磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷；红磷量不足；未完全冷至室温就打开止水夹；
（2）氧气约占空气体积的$\frac{1}{5}$；
（3）误差少或无污染；
（4）水会降低温度，使白磷无法燃烧，或者水会隔绝氧气，使白磷无法燃烧；
（5）不会；白烟是五氧化二磷，为固体，不会对装置内的气压产生明显的影响；
（6）在瓶底铺上一层细沙；
（7）防止橡皮塞弹出，调节气压、缓冲等；
（8）①木炭燃烧生成二氧化碳气体，使装置内的压强基本不变；
③镁不仅会和氧气反应，还会和氮气反应，使实验结果不准确．

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、现象和结论等内容的考查．

练习册系列答案
相关题目
14．某化学兴趣小组以“化学反应中，反应物与生成物的质量关系”为课题进行实验探究，相关实验记录如下：
数据记录实验一实验二
反应装置
反应前质量（g）1.2118.4
反应后质量（g）2.0118.4
实验结论在化学反应中，反应物的总质量和生成物的总质量不相等在化学反应中，反应物的总质量与生成物的总质量相等
（1）要顺利完成上述研究，还必须需要的实验器材是托盘天平或天平；
（2）你认为实验二（填“实验一”或“实验二”）正确地反映了化学反应中反应物和生成物之间的质量关系．
（3）在实验一中，反应后的质量比反应前的质量明显增加，请用质量守恒定律加以解释：参加反应的镁和氧气的质量总和等于生成物氧化镁的质量，因此反应后质量增加．
（4）由质量守恒定律可知，化学反应前后，一定不变的是①②⑤（填序号）．
①原子种类；②原子数目；③分子种类；④分子数目；⑤元素种类；⑥物质种类．
15．空气、水是人类赖以生存的自然资源．
（1）空气中含有氮气、氧气、稀有气体等，是一种混合物（填物质类别）．人类时刻都离不开空气，是因为空气中的氧气能供给呼吸．
（2）天然水中含有许多杂质，实验室常用过滤的方法除去水中悬浮的杂质，过滤需要用到的仪器和用品有（填序号）①③④⑥⑦．
①带铁圈的铁架台 ②酒精灯 ③漏斗 ④玻璃棒 ⑤量筒 ⑥烧杯 ⑦滤纸
（3）对于静置、吸附、过滤、蒸馏等净化水的操作中，可以降低水硬度的是蒸馏．
12．下列用于改正错别字的方法中，与另外三种有本质区别的方法是（　　）
A．
用橡皮擦去		B．
用透明胶带粘除		C．
用修正纸覆盖		D．
用退字灵改写
19．下列物质属于纯净物的是（　　）
A．过氧化氢溶液B．冰水混合物C．清新的空气D．稀有气体
9．某粒子R的结构示意图为：
（1）当X=2+Y时，该粒子是原子，X＞2+Y时，该粒子是阳离子．（原子、阴离子、阳离子）．
（2）该粒子符号如果为R2-，则X=8，Y=8．
（3）该粒子符号如果为R-，则X=9，Y=8．
（4）当x-y=2时，该粒子为原子．
16．泉水是“泉城”济南的文化之魂．首届济南泉水节拟于2013年8月28日开幕．节水环保、杜绝水污染、建设美丽地球是我们的职责
（1）自然界中，水的存在形式多姿多彩，水孕育了万物生灵，水通过三态变化实现天然循环，这个循环过程是由B提供的能量（填序号）A．地球自转；B．太阳照射；C．海洋潮汐；D．植物生长
（2）某化学小组的小泉同学取趵突泉水进行探究实验．先将水样进行过滤操作如图2，操作中的一处错误是漏斗末端没有紧靠烧杯内壁，再用滴管取2滴过滤后的滤液滴在洁净的玻璃片上，置于酒精灯上小心加热，水分消失后，观察到玻璃片上有少许残留物，产生该现象的原因是水中含有一些可溶性物质-．
（3）天然水转化成饮用水需经一系列净化，高铁酸钠（Na2FeO4）是一种性能优良的净水剂，其中铁元素和氧元素的质量之比为7：8（填最简整数比）
13．地壳中含量前四位的元素氧，硅，铝，铁，空气中含量最多的元素氮，太阳及宇宙中含量最多的元素，人体缺乏钙元素会患骨质疏松、佝偻病，缺乏碘元素会患甲状腺疾病；缺乏铁元素会患贫血症；缺乏锌元素会患侏儒症．
13．如图所示装置可用于测定空气中氧气的含量，实验前在集气瓶内加入少量水，并做上记号．下列说法中不正确的是（　　）
A．该实验证明空气中氧气的质量分数约占$\frac{1}{5}$
B．实验时红磷要足量
C．实验前一定要检查装置的气密性
D．红磷燃烧的火焰熄灭后立刻打开弹簧夹

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