Question

6．用来测定空气成分的方法很多，图1所示的是用红磷在空气中燃烧的测定方法．

实验过程是：
第一步：将集气瓶容积划分为五等份，并做好标记．
第二步：点燃燃烧匙内的红磷，伸入集气瓶中并把塞子塞紧．
第三步：待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，观察现象
请回答下列问题：
（1）红磷燃烧的符号表达式4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₅
（2）红磷加入过量的原因是将集气瓶内的氧气充分反应掉
（3）打开止水夹后观察到的现象是水倒流进集气瓶内，且约占集气瓶容积的五分之一．
（4）得出的结论是氧气约占空气体积的五分之一．
（5）实验完毕，若进入集气瓶中水的体积超过总容积的1/5，你认为导致这一结果的原因可能是：红磷燃烧时止水夹没有夹紧．（答一条）
（6）某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：操作简单，更环保，装置始终密闭，空气没有逸出，实验结果准确．
（7）已知铜在空气中加热，能和空气中的氧气反应生成红色的固体氧化铜．所以在实验探究课上小红同学设计了如图3装置，来测定空气中氧气的含量．
①根据下表提供的实验数据，完成下表．（反应前气球是瘪的）

硬质玻璃管中空气的体积	反应前注射器中空气体积	反应后注射器中气体体积	实验测得空气中氧气的体积分数（填百分数）
20mL	10mL	4mL

②气球的作用是？便于装置内的空气流动，氧气充分反应若发现实验结果偏小，可能原因是未待装置完全冷却至室温就读数．

Answer 1

分析 本题是测定空气中氧气的含量，我们常用燃烧红磷或白磷的方法，因为磷燃烧生成白色固体五氧化二磷，几乎不占空间，使得内外产生气压差，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．

解答 解：（1）红磷燃烧的化学方程式是4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₅，故填：4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₅；
（2）红磷加入过量的原因是将集气瓶内的氧气充分反应掉，故填：将集气瓶内的氧气充分反应掉；
（3）打开止水夹后观察到的现象是水倒流进集气瓶内，且约占集气瓶容积的五分之一，故填：水倒流进集气瓶内，且约占集气瓶容积的五分之一．
（4）水倒流进集气瓶内，且约占集气瓶容积的五分之一，因此得出的结论氧气约占空气体积的五分之一，故填：氧气约占空气体积的五分之一．
（5）实验完毕，若进入集气瓶中水的体积超过总容积的五分之一，导致这一结果的原因可能是红磷燃烧时止水夹没有夹紧，导致部分气体逸出，故填：红磷燃烧时止水夹没有夹紧；
（6）改进后的装置操作更简单，同时能够防止反应生成的五氧化二磷扩散到空气中污染环境，装置始终密闭，空气没有逸出，实验结果准确．故填：操作简单，更环保，装置始终密闭，空气没有逸出，实验结果准确．
（7）①注射器内气体减少的量就是氧气的体积，则实验测得空气中氧气的体积分数为：$\frac{10mL-4mL}{20mL+10mL}$×100%=20%；故填：20%；
②气球的作用是便于装置内的空气流动，氧气充分反应；在测定空气中氧气的体积分数时，实验后发现测定氧气的体积分数低于五分之一，可能的原因有：①铜粉的量可能不足，没有将氧气消耗尽；②装置可能漏气；③实验中可能未冷却至室温就读数等，故填：便于装置内的空气流动，氧气充分反应；未待装置完全冷却至室温就读数．

点评 本考点考查了空气中氧气的含量的探究，并且注重了实验方案的评价，对实验方案进行评价是近几年中考的一个重点．评价包括对实验方案的评价、实验过程的评价、实验结论的评价等，要认真把握．