Question

18．宇菲同学用如图所示装置粗略地测定空气中氧气的体积分数，图中烧杯上方玻璃管（预先固定好）中部有一可左右滑动的活塞，活塞左端管内密封有空气，活塞右端的玻璃管口跟空气相连通，实验开始前活塞处在5刻度处（已知：白磷的着火点为40℃）．
（1）实验中观察到玻璃管内白磷白磷燃烧产生大量的白烟，放出大量的热；
（2）实验中活塞先向右（填“左”或“右”）移动，后向左（填“左”或“右”）移动，最后活塞应停留在约4刻度处；
（3）已知：镁+氧气$\stackrel{点燃}{→}$氧化镁（固体），镁+氮气$\stackrel{点燃}{→}$氮化镁（固体），根据上述反应，你认为能否用镁代替红磷测定空气中氧气含量？为什么？

Answer 1

分析 （1）根据白磷燃烧的现象分析回答；
（2）根据压强的变化及空气中氧气的体积分数分析回答，根据实验的现象分析结论；
（3）镁能和空气中的多种物质发生化学反应，因此不能用作测定空气中氧气含量的物质．

解答 解：（1）白磷燃烧现象是：白磷燃烧产生大量的白烟，放出大量的热．故填：白磷燃烧产生大量的白烟，放出大量的热；
（2）白磷燃烧时，放出大量的热，使玻璃管内气体的温度升高，气体膨胀，因此会推动活塞向右移动；实验结束时，由于反应消耗了氧气，在加上恢复常温后气体冷缩会原来的体积，致使玻璃管内的气压小于外界的大气压，活塞会在压力差的作用下向左移动，空气中氧气约占总体积的$\frac{1}{5}$．活塞内缩的体积就是玻璃管内空气中氧气的体积，所以活塞会慢慢移动到4cm处停止．说明了：空气中氧气的体积分数约占五分之一．故填：右；左；4；
（3）不能用镁代替红磷测定空气中氧气的含量，这是因为镁在空气中燃烧时，与氧气、二氧化碳和氮气都能够发生反应，这样进入集气瓶内水的体积必然大于氧气的体积，会导致测定的氧气含量偏高．
故填：不能；因为镁在空气中燃烧时，与氧气、二氧化碳和氮气都能够发生反应，这样进入集气瓶内水的体积必然大于氧气的体积．

点评 本考点考查的是空气中氧气含量的探究实验，是中考的主要考点之一．本题根据实验操作图，回忆实验中现象，由实验中的注意事项，对实验结果进行评价，从而理解该实验的探究目的．