Question

17．小军根据燃烧红磷测定空气中氧气含量的实验原理，认为可用木条燃烧产生的木炭代替红磷测定空气中氧气的含量，并按如图装置进行实验．
①实验中观察到的现象红磷继续燃烧、产生大量的白烟，放出热量，然后慢慢熄灭，
同时水进入广口瓶，约占广口瓶容积的$\frac{1}{5}$．
②红磷燃烧一段时间后自动熄灭了，你认为原因是集气瓶内的氧气较少或被耗尽．
③小军发现倒吸的水量未达到集气瓶内原剩余容积的$\frac{1}{5}$．原因可能是（答一条）红磷的量不足或没有冷却到室温就打开弹簧夹．
④实验还可以得出有关氮气性质的哪些结论？难溶于水，化学性质不活泼（其他合理即可）．
⑤小军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（答一条）反应物是固体，②必须是易和氧气反应的，③生成物是固体；④反应物只和氧气反应而不和空气中的其它成分反应．

Answer 1

分析 本题主要考查的是“测定空气中氧气的含量”，原理是利用红磷与空气中的氧气反应，并使氧气完全反应尽，空气中的气体体积减少，压强减小，烧杯中的水就会进入到集气瓶中，进入的水的体积就是减少氧气的体积，进而知道氧气占空气体积的体积分数．
题目是在研究空气成分的测定的基础上进行实验改进的设计探究题．这就需要首先弄清楚该实验的基本原理，只有原理清楚，在原理的指导下才能够进行有效的改性．本实验是借助能够和空气中某一成分的反应消耗掉装置内气体，并且通过等体积外界气体的进入实现对消耗气体体积的测定．

解答 解：①观察到的现象是：红磷继续燃烧、产生大量的白烟，放出热量，然后慢慢熄灭．故填：红磷继续燃烧、产生大量的白烟，放出热量，然后慢慢熄灭；
冷却至室温后，打开止水夹，发现水进入集气瓶，约占其体积的五分之一；故填：$\frac{1}{5}$；
②红磷熄灭的主要原因是瓶内的氧气被消耗完，没有支持红磷燃烧的物质了．故填：集气瓶内的氧气较少或被耗尽；
③实验后发现测定空气中氧气含量偏低，造成这种结果的可能原因是红磷的量不足或没有冷却到室温就打开弹簧夹．故填：红磷的量不足或没有冷却到室温就打开弹簧夹．
④氮气的性质的归纳，要从本实验的实际来进行，不要脱离题目去回答和分析．实验中当装置内进入水以后，氮气依然能够存在这就说明氮气是不溶于水的也不和水反应．另外在红磷和氧气反应的过程中，氮气没有被消耗，所以氮气不和氧气、红磷反应，可以概括为性质稳定，当然也可以分开叙述，就是不和氧气反应，不支持燃烧等．故填：难溶于水，化学性质不活泼（其他合理即可）；
⑤总和上述实验，结合测定空气中氧气含量的实验原理进行分析，在药品的选择或生成物的要求上应考虑的是：①反应物是固体，②必须是易和氧气反应的，③生成物是固体；④反应物只和氧气反应而不和空气中的其它成分反应．故填：反应物是固体，②必须是易和氧气反应的，③生成物是固体；④反应物只和氧气反应而不和空气中的其它成分反应．

点评 本题主要考查了空气中氧气含量的测定实验，在解答这类题时，一般是不考虑空气中氧气和氮气之外的其它成分．要理解该实验探究的原理，了解实验注意的事项等．