Question

【題目】某化學興趣活動小組為測定空氣中氧氣的含量，進行如下探究實驗：

（1）如圖所示，在一個具有刻度和可以滑動的活塞的玻璃容器中放入一粒白磷（白磷燃燒所需的最低溫度為40℃），將玻璃容器固定好，放在盛有85℃熱水的燒杯上。請回答下列問題：

①實驗中可以看到玻璃容器內白磷燃燒時的現象是_____，該反應的符號表達式是_____。實驗結束后，恢復至常溫，活塞應停在刻度_____處，出現該現象的原因是：_____，從而使玻璃容器內的氣體體積_____（填“增大”、“減小”或“不變”）。

②玻璃容器內余下的氣體主要是_____

③此反應中白磷要過量，目的是除盡_____

（2）小軍根據燃燒紅磷測定空氣中氧氣含量的實驗原理，認為可用木炭代替紅磷測定空氣中氧氣的含量，并按圖2裝置進行實驗。他依據的實驗原理可能是_____

①小軍檢查裝置氣密性后，將盛有足量紅熱木炭的燃燒匙迅速伸入集氣瓶中，并把塞子塞緊，待紅熱的木炭熄滅并冷卻至室溫后，打開彈簧夾，并未發現倒吸現象。經過認真分析，小軍發現實驗失敗的原因是（答一條）_____

②小軍反思上述實驗的探究過程后認為：用燃燒法測定空氣中氧氣含量的實驗時，在藥品的選擇或生成物的要求上應考慮的是（答一條）_____。

Answer 1

【答案】產生大量白煙 4 白磷燃燒消耗了空氣中氣態的氧氣而生成了固態的五氧化二磷 減小 氮氣 氧氣 通過可燃物消耗氧氣使裝置內氣壓減小，外界液體就可以等體積進入，從而測定出氧氣的體積 集氣瓶中的壓強沒有明顯變化 要能消耗氧氣，又不會跟空氣中的其他成分反應，而且生成物為固體

【解析】

（1）①白磷能與空氣中的氧氣反應，發出黃色火焰，冒出大量白煙，白煙是五氧化二磷，該反應的符號表達式為：。

空氣中氧氣的體積分數為五分之一，活塞應停在刻度4處；出現該現象的原因是：白磷燃燒消耗了空氣中氣態的氧氣而生成了固態的五氧化二磷；從而使玻璃容器內的氣體體積減小；

②空氣主要是由氮氣和氧氣組成的，因此，白磷消耗完氧氣后剩余的氣體主要是氮氣；

③實驗成功的關鍵為白磷過量、反應充分、氣密性良好等，白磷過量是為了除盡氧氣；

（2）①實驗原理是通過可燃物消耗氧氣使裝置內氣壓減小，外界液體就可以等體積進入，從而測定出氧氣的體積。

②至于實驗出現的失敗，木炭燃燒生成二氧化碳氣體或者一氧化碳氣體，不能使內部氣壓減少，從而導致不能使外界液體進入。

③總結以上分析，在選擇該實驗的替代物質時，物質應該滿足：能夠和氧氣等單一物質反應，且本身不能是氣體且生成物不能是氣體。