Question

13．某校化学兴趣小组就空气中氧气的含量进行了分组实验探究．
Ⅰ组：（1）Ⅰ组同学讨论后认为，选择的药品既要能消耗氧气，又不会跟空气中的其他成分反应而且生成物为固体．他们应该选择B（填序号），
A．蜡烛       B．红磷       C．铁丝      D．木炭
为了充分消耗容器中的氧气，药品的用量应保证足量．
（2）小组同学共同设计如图所示的两套装置，你认为合理的是A（填序号）．

（3）在讨论的基础上，他们分组进行了实验．
【数据分析】实验结束后，整理数据如下：（注：集气瓶容积为100mL）

组别	1	2	3	4	5	6
进入集气瓶中水的体积/mL	20	21	19	20	22	19

（4）通过对实验结果的交流，大多数同学都验证出氧气约占空气体积的$\frac{1}{5}$．
Ⅱ组：Ⅱ组同学发现Ⅰ组实验可能产生实验误差，对实验进行了改进，下图是Ⅱ组同学测定空气中氧气含量实验的两套装置图，请结合图示回答有关问题．

（1）装置中气球的作用是缓冲，防止试管内气体温度升高，气压增大，冲开橡皮塞作用．
（2）装置一和装置二中气球的位置不同，装置一（填“装置一”或“装置二”）更合理．
（3）实验现象：红 色物质逐渐变成黑色．

Answer 1

分析 Ⅰ组：（1）蜡烛、硫和木炭与氧气反应，生成物中有气体，不能准确测定空气中氧气的含量，只有红磷在空气中与氧气反应生成固体物质，不影响空气成分的测定；只有红磷足量或过量，才能完全消耗集气瓶中的氧气；
（2）为保证红磷与空气中的氧气充分反应，必须把红磷放在集气瓶的中下部；检查装置的气密性是为了确保准确测量空气组成，减小误差；
（3）通过实验可以证明剩余气体难溶于水，不能燃烧且不与红磷反应，化学性质不活泼等．
（4）根据进入集气瓶中水的体积就是空气中氧气的体积进行解答；
Ⅱ组：（1）根据气球的作用缓冲，防止试管内气体温度升高，气压增大，冲开橡皮塞进行解答；
（2）从两种装置的区别来分析；
（3）根据反应物、生成物，进行分析回答．

解答 解：Ⅰ组：（1）红磷不会跟空气中的其他成分反应，而且生成物为五氧化二磷固体；为了充分消耗容器中的氧气，红磷的用量应保证足量．
故填：B；足量．
（2）下图所示的两套装置，合理的是A装置；为了确保实验的成功，在装药品之前应该检查装置的气密性．
（4）根据表中数据，考虑进入集气瓶中水的体积就是空气中氧气的体积进行解答；故填：$\frac{1}{5}$．
Ⅱ组：（1）装置中气球的作用是：缓冲，防止试管内气体温度升高，气压增大，冲开橡皮塞；
（2）装置二与装置一装置比较，装置一中的气球在玻璃管的后部，能让空气更易流通，全部通过铜粉，使氧气与铜粉充分反应；实验过程中，注射器应不停推拉活塞；
（3）因为红色的铜逐渐与空气中的氧气反应生成氧化铜，故实验现象为红 色物质逐渐变成黑色．
故答案为：
Ⅰ组：（1）B，足量．（2）A；（4）$\frac{1}{5}$．
Ⅱ组：（1）缓冲，防止试管内气体温度升高，气压增大，冲开橡皮塞．（2）装置一．（3）红

点评 合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础．