Question

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所示装置和药品进行实验，实验开始时可观察到的现象是：

 

．
（2）红磷燃烧一段时间后，自动熄灭了，你认为原因是

 

；
（3）冷却后，松开止水夹，你观察到的现象为

 

．
（4）乙生用上述实验装置测定的结果是：空气中氧气含量与正常值有较明显的偏差，其操作上的原因可能是（要求答出一种）：

 

．
（5）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：

 

．
（6）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

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．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

 

：
（7）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考虑的是：

 

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（8）小组内同学还对该实验进行了如下改进．小华同学打算设计如下方案：选用实际容积为40mL的试管作反应容器，将过量的白磷放入试管，用橡皮塞塞紧试管口，通过导管与实际容积为60mL且润滑性很好的针筒注射器组成如图2的实验装置．

假设此实验能按照小华的设想正常进行，且白磷所占体积与导管内的气体体积忽略不计，请回答下列问题：
（9）实验前，打开弹簧夹，将注射器的活塞前沿从20mL刻度处推至15mL刻度处，然后松手，若活塞仍能返回至20mL刻度处，则说明

 

．
（10）若先夹紧弹簧夹，用酒精灯加热白磷，燃烧结束，等到试管冷却后再松开弹簧夹．可观察到的现象为

 

．
（11）若不使用弹簧夹，用酒精灯加热白磷，充分反应直至燃烧结束，试管冷却．可观察到的现象为

 

．
（12）若按小华的设想进行实验，实际可能遇到诸多问题而发生危险，造成实验失败．例如

 

．

Answer 1

考点：测定空气里氧气含量的探究

专题：科学探究

分析：本题考查的内容有常规性的实验现象的描述和文字表达式的书写，实验误差分析，在此基础上加大了深度，分析木炭能否代替红磷以及镁带代替红磷燃烧产生的截然相反地误差的原因，这要求学生要从瓶内压强的变化去分析．红磷不足、装置漏气、点燃后没有迅速伸入集气瓶并塞紧橡皮塞、没有冷却到室温就打开弹簧夹等都可以使测定的结果不准确；对于用注射器改进后的仪器其刻度更容易读取，计算部分要注意被反应消耗掉的是试管内的氧气，不包含注射器内的部分．

解答：解：（1）用红磷测定空气中氧气的含量时能观察到的现象是红磷燃烧，发出黄光，冒出大量的白烟；
（2）由于氧气具有助燃性，所以集气瓶里的氧气消耗完了，或氧气的含量少了，都能使红磷熄灭；
（3）红磷对空气中氧气的消耗引起装置内压强的减小，等泠却后打开止水夹，从而使烧杯中的水倒流进装置内．
（4）红磷不足、装置漏气、点燃后没有迅速伸入集气瓶并塞紧橡皮塞、没有冷却到室温就打开弹簧夹等都能使测定的结果和实际结果不相符．
（5）木炭燃烧后生成二氧化碳，不能在广口瓶内外产生压强差，水不会倒流进入瓶内．
（6）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；则造成此现象的原因可能是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；
（7）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考虑的是物质只能与氧气反应且不能生成气体，故填：物质只能与氧气反应且不能生成气体；
（9）打开弹簧夹，将注射器活塞前沿从20mL刻度处推至15mL刻度处，然后松开手，若活塞仍能返回至20mL刻度处，则说明整个装置都不漏气；
（10）若先夹紧弹簧夹，用酒精灯加热白磷，这时白磷燃烧消耗掉的只是试管内的氧气为40mL×

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=8mL，所以活塞应停在20mL-8mL=12mL的刻度处；
（11）若不使用弹簧夹，用酒精灯加热白磷，白磷实际消耗掉的是试管40mL和注射器内20mL的氧气为（40mL+20mL）×

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=12mL，所以活塞应停在20mL-12mL=8mL的刻度处；
（12）因为白磷在密闭容器内燃烧产生热量使气体膨胀，可能会使橡胶塞弹出、试管爆裂、不使用弹簧夹可能会使注射器活塞弹出等，造成实验失败．
故答案为：
（1）红磷燃烧，黄色火焰，大量白烟，放热．
（2）集气瓶里的氧气消耗完了（或剩余氧气极少很难支持红磷燃烧了）；
（3）水倒吸入集气瓶中，约到集气瓶1刻度线．
（4）红磷不足等．
（5）木炭燃烧后生成二氧化碳，不能在广口瓶内外产生压强差，水不会倒流进入瓶内．
（6）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：
（7）物质只能与氧气反应且不能生成气体．
（9）整个装置都不漏气．
（10）白磷燃烧，产生白烟，活塞应停在12mL的刻度处．
（11）白磷燃烧，产生白烟，活塞先向右移动，活塞应停在8mL的刻度处．
（12）橡胶塞弹出、试管爆裂、注射器活塞弹出等．

点评：注意尤其是注射器类似的本身内部有气体的可能的干扰就是要强调对题意的准确把握对实验的改进从不同行角度分析评价时，要从题目本身的而分析角度来进行，而不是先分析后解答具体的问题，即分析要有针对性．