Question

6．小明根据所学内容，红磷、白磷、木炭、镁条都可以和氧气发生反应，但是哪种物质更适用于测定空气中氧气含量，小明进行如下探究．
探究问题：红磷、白磷、木炭、镁条几种物质，哪种更适用于测定空气中氧气含量？
查阅资料：
①红磷、白磷对比情况

	红磷	白磷
状态	暗红色固体	蜡状固体 有毒
燃烧温度	240°C	40°C

②镁条可以与空气中多种物质反应，如N₂、CO₂等
探究过程：如图所示，按照实验装置进行实验，探究几种物质测定空气中O₂含量的可行性．
（1）红磷、白磷探究实验
小明认为选用红磷进行实验，其原因是白磷有毒，红磷无毒．

如图所示，将足量红磷放到燃烧匙中，点燃红磷，进行实验	产生黄色火焰，冒出大量白烟，瓶壁有热感	氧气约占空气总体积的$\frac{1}{5}$
	待红磷燃烧停止并冷却后，打开止水夹，进入集气瓶中水的体积约占$\frac{1}{5}$

若将实验药品改为木炭，反应结束后降至室温，打开止水夹，水不倒吸入集气瓶的原因是C和O₂反应生成CO₂，反应前后集气瓶内气体体积不变．如图所示，将足量红磷放到燃烧匙中，点燃红磷，进行实验，实验现象为；产生黄色火焰，冒出大量白烟，瓶壁有热感；待红磷燃烧停止并冷却后，打开止水夹，进入集气瓶中水的体积约占1/5，得出结论为空气中氧气的所占的体积约为总空气体积的1/5
（3）若将实验药品改为镁条，反应结束后降至室温，观察到水倒吸入集气瓶大于$\frac{1}{5}$．原因是镁条可以与空气中多种物质反应，如N₂、CO₂等消耗的气体多所以大于1/5
【探究结论】有上述实验分析可知，测定空气中氧气含量所选用的反应物质应满足的条件是药品要能在空气中燃烧；燃烧时只消耗氧气；生成物最好不是气体，如果生成物是气体，则应用其它物质将其完全吸收；因此，几种物质中，红磷是最适用于测定空气中氧气含量．

Answer 1

分析 （1）根据红磷和白磷的毒性选择药品；填写实验报告时根据红磷燃烧的现象和瓶内压强的改变分析；根据碳和氧气反应后生成物的状态和瓶内压强的改变分析；
（3）根据镁条可以与空气中多种物质反应，如N₂、CO₂等消耗的气体多所以大于1/5解答；
【探究结论】根据测定空气中氧气含量所选用的反应物质应满足的条件是药品要能在空气中燃烧；燃烧时只消耗氧气；生成物最好不是气体，如果生成物是气体，则应用其它物质将其完全吸收解答．

解答 解：（1）选用红磷进行实验的原因是白磷有毒，红磷无毒；
红磷燃烧产生黄色火焰，冒白烟，氧气约占空气总体积的$\frac{1}{5}$；反应停止后冷却，打开止水夹，打开止水夹，进入集气瓶中水的体积约占 $\frac{1}{5}$，
若将实验药品改为木炭，反应结束后降至室温，打开止水夹，水不倒吸入集气瓶的原因是C和O₂反应生成CO₂，反应前后集气瓶内气体体积不变；将足量红磷放到燃烧匙中，点燃红磷，进行实验，实验现象为：产生黄色火焰，冒出大量白烟，瓶壁有热感；
（3）若将实验药品改为镁条，反应结束后降至室温，观察到水倒吸入集气瓶大于$\frac{1}{5}$．原因是镁条可以与空气中多种物质反应，如N₂、CO₂等消耗的气体多所以大于1/5；
【探究结论】测定空气中氧气含量所选用的反应物质应满足的条件是药品要能在空气中燃烧；燃烧时只消耗氧气；生成物最好不是气体，如果生成物是气体，则应用其它物质将其完全吸收．
答案：
（1）白磷有毒，红磷无毒；

如图所示，将足量红磷放到燃烧匙中，点燃红磷，进行实验	产生黄色火焰，冒出大量白烟，瓶壁有热感	氧气约占空气总体积的 $\frac{1}{5}$
	待红磷燃烧停止并冷却后，打开止水夹，进入集气瓶中水的体积约占 $\frac{1}{5}$

C和O₂反应生成CO₂，反应前后集气瓶内气体体积不变；产生黄色火焰，冒出大量白烟，瓶壁有热感；待红磷燃烧停止并冷却后，打开止水夹，进入集气瓶中水的体积约占1/5；空气中氧气的所占的体积约为总空气体积的1/5
（3）镁条可以与空气中多种物质反应，如N₂、CO₂等消耗的气体多所以大于1/5
【探究结论】药品要能在空气中燃烧；燃烧时只消耗氧气；生成物最好不是气体，如果生成物是气体，则应用其它物质将其完全吸收．

点评 解决探究性实验题要过“三关”，即：审题观，要做到看清题中所讲的化学过程、看清题设条件、看清要解决的问题；分析观，想化学过程所涉及的化学概念和所用的化学原理、想所给条件与所求问题的关系、想有无隐含条件及题目考查的内容；解答观，根据题意和条件，选择最佳的答题方法，实验验证所选取的试剂要易得，操作要简单，现象要明显，结论要可靠．