Question

8．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，请你在集气瓶中所发生的化学反应，可观察到的现象是：产生大量白烟，待装置冷却至室温时，打开止水夹后看到的现象是水进入广口瓶中大约占广口瓶容积的五分之一．
（2）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．
（3）小组的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．
（4）小组的同学还对该实验进行了如图2的改进．（已知试管容积为45mL）
实验的操作步骤如下：①点燃酒精灯；②撤去酒精灯，待试管冷却后松开弹簧夹；
③将少量红磷平装入试管中，将20mL的注射器活塞至于10mL刻度处，并按图中所示的连接方式固定好，再将弹簧夹夹紧橡皮管；④读取注射器活塞的数据．
你认为：正确的实验操作顺序是③①②④（填序号）；注射器活塞将从10mL刻度处慢慢前移到约为1mL刻度处才停止．

Answer 1

分析 （1）红磷燃烧产生大量白烟打开止水夹后烧杯中的水进入广口瓶中大约占广口瓶容积的五分之一，可以据此解答该题；
（2）木炭燃烧后生成二氧化碳，不能在广口瓶内外产生压强差，可以据此解答该题；
（3）根据药品与氧气反应的产物是否能够产生压强差来进行解答；
（4）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）红磷燃烧的文字表达是：磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷．红磷燃烧产生大量白烟；打开止水夹后烧杯中的水进入广口瓶中大约占广口瓶容积的五分之一，；
（2）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；
（3）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；
（4）依据实验的具体过程可知该实验的操作步骤应该是将少量红磷平装入试管中，将20mL的注射器活塞置于10mL刻度处，并按图中所示的连接方式固定好，再将弹簧夹紧橡皮管；点燃酒精灯；撤去酒精灯，待试管冷却后松开弹簧夹；读取注射器活塞的数据；即正确的顺序为③①②④；．由于空气中氧气的含量约为空气体积的$\frac{1}{5}$，因为氧气约占空气体积的$\frac{1}{5}$，而试管的容积是45mL，当其内氧气被耗尽时气体减少的体积为：45mL×$\frac{1}{5}$，所以活塞所处的刻度值为10mL-45mL×$\frac{1}{5}$=1mL
故答案为：
（1）产生大量白烟，水进入广口瓶中大约占广口瓶容积的五分之一；
（2）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；
（3）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；
（4）③①②④，1．

点评 空气是人类宝贵的自然资源，在中考中占有重要的地位，特别是空气中氧气含量的测定，要注意测定原理、实验关键、现象和结论、装置的评价和改进等内容的考查．