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例1.小軍根據(jù)燃燒紅磷測定空氣中氧氣含量的實驗原理，認為可用木炭替代紅磷測定空氣中氧氣的含量，并按左下圖所示裝置進行實驗。

（1）依據(jù)的實驗原理是_______________________________。

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廣口瓶中，并把塞子塞緊，待紅熱的木炭熄滅并冷卻至室溫后，就打開彈簧夾，并未發(fā)現(xiàn)倒吸現(xiàn)象。經(jīng)過認真分析，小軍發(fā)現(xiàn)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，在藥品的選擇和生成物的要求上應考慮是（答一條）__________________________________________________________。

解析  探究空氣中氧氣含量的實驗原理是：選擇某種能與空氣中的氧氣反應而不與空氣中其他氣體反應的固體物質（如紅磷，白磷等），利用過量的該物質將空氣中的氧氣完全消耗，生成新的固體物質，使密閉容器內(nèi)氣體積減小（減小的體積即為氧氣的體積），氣體的壓強減小，引起水面變化，從而確定空氣中氧氣的體積分數(shù)。在探究空氣中氧氣含量的實驗中，選擇不同的藥品會出現(xiàn)截然不同的現(xiàn)象。解此題的關鍵是判斷可然物在空氣中燃燒能否使密閉容器內(nèi)氣體體積減小，氣體壓強變小。（1）木炭在空氣中燃燒過程中雖然消耗了氧氣，但同時生成了二氧化碳氣體，而生成二氧化碳氣體的體積會彌補所消耗的氧氣體積，反應前后廣口瓶內(nèi)氣體壓強并無明顯的變化，因此燒杯中的水不會倒吸到廣口瓶內(nèi)，造成實驗失敗。（2）探究空氣中氧氣含量的實驗，選擇藥品的條件是：①藥品能在空氣中燃燒，燃燒時只消耗氧氣，不與空氣中的其他成分反應，②藥品在空氣中燃燒后的生成物不是氣體(若生成物為氣體，可將水換成易吸收該氣體的液體)

答案   (1)木炭在空氣中燃燒消耗空氣中的氧氣；木炭在空氣中燃燒雖然消耗了空氣中的氧氣，但生成了二氧化碳氣體，致使廣口瓶內(nèi)氣體壓強未減小。

      （2）藥品要能在空氣中燃燒，燃燒時只消耗氧氣（或生成物不能是氣體）

例2.  某班同學用右圖裝置測定空氣里氧氣的含量。先用彈簧夾夾住乳膠管。點燃紅磷伸入瓶中并塞上瓶塞。待紅磷熄滅并冷卻后，打開彈簧夾，觀察 廣口瓶內(nèi)水面變化情況。實驗完畢，甲同學的廣口瓶內(nèi)水面上升明顯小于瓶內(nèi)空氣體積的1/5,乙同學的廣口瓶內(nèi)水面上升顯大于瓶內(nèi)空氣體積的1/5。下列對這兩種現(xiàn)象解釋合理的是（  ）

 ①甲同學可能使用的紅磷量不足，瓶內(nèi)氧氣沒有消耗完

②甲同學可能未塞緊瓶塞，紅磷熄滅冷卻時外界空氣進入瓶內(nèi)

③乙同學可能沒夾緊彈簧夾，紅磷燃燒時瓶內(nèi)空氣受熱從導管逸出

④乙同學可能插入燃燒匙太慢，塞緊瓶塞之前，瓶內(nèi)空氣受熱逸出

A.只有①③           B.只有②④         C.只有①②③            D.①②③④

解析  探究空氣中氧氣的含量的實驗誤差分析，要根據(jù)實驗原理進行推斷，關鍵看操作的結果是導致密閉體系內(nèi)氣體的壓強變大還是減小。甲同學的實驗結果比實際偏低，原因可能有：（1）紅磷量不足，瓶內(nèi)氧氣沒有耗完；（2）未塞緊瓶塞，外界空氣進入瓶內(nèi)；（3）未冷卻到室溫就打開彈簧夾；乙同學的實驗結果比實際偏高，原因可能是廣口瓶內(nèi)的部分空氣受熱逸出，致使廣口瓶內(nèi)氣體的體積減小更多。

答案：D

例3.為測定空氣中氧氣的含量，小華同學打算設計如下方案：選用實際容積為40 mL的試管作反應容器，將過量的白磷放入試管，用橡皮塞塞緊試管口，通過導管與實際容積為60 mL且潤滑性很好的針筒注射器組成如右圖的實驗裝置。

假設此實驗能按照小華的設想正常進行，且白磷所占體積與導管內(nèi)的氣體體積忽略不計，請回答

下列問題：

   (1)實驗前，打開彈簧夾，將注射器的活塞前沿從20 mL刻度處推至15mL刻度處，然后松手，若活塞仍能返回至20mL刻度處，則說明____________________。

  （2）若先夾緊彈簧夾，用酒精燈加熱白磷，燃燒結束，等到試管冷卻后再松開彈簧夾。

      可觀察到的現(xiàn)象為_______________________________________________。

（3）若不使用彈簧夾，用酒精燈加熱白磷，充分反應直至燃燒結束，試管冷卻。可觀察到的現(xiàn)象為______________________________________________________________。

  （4）若按小華的設想進行實驗，實際可能遇到諸多問題而發(fā)生危險，造成實驗失敗。例如______________________________________________________________________。

解析  本題的創(chuàng)新性在于實驗裝置始終密閉，不會造成空氣污染，通過活塞的移動來測定空氣中氧氣的含量，提高了實驗結果的準確度。

（1）實驗操作前后裝置內(nèi)氣體壓強不變，證明該裝置的氣密性好。（2）白磷在空氣燃燒時消耗氧氣，產(chǎn)生白煙（生成五氧化二磷），導致密閉體系內(nèi)氣體壓強減小，由于氧氣約占空氣體積的1/5,而試管內(nèi)空氣中氧氣的體積約為：40 mL×1/5=8 mL，且過量的白磷燃燒能將試管內(nèi)空氣中的氧氣耗盡，因此最終活塞的前沿在約12 mL（20mL-8 mL=12 mL）的刻度線上。

（3）白磷在空氣中燃燒時放出大量的熱，會使密閉體系內(nèi)的空氣受熱膨脹，氣體壓強增大，活塞就會向右移動，當過量的白磷燃燒耗盡密閉體系內(nèi)的氧氣，試管冷卻后，密閉體系內(nèi)氣體的壓強減小，外界大氣壓就會推動活塞會向左移動，而密閉體系內(nèi)空氣中氧氣的體積約為：（40 mL+20 mL）×1/5=12 mL,因此最終活塞的前沿在約8mL（20mL-12mL=8mL）的刻度線上。

（4）因為白磷燃燒放出大量的熱，會使密閉體系內(nèi)氣體壓強增大，所以該實驗中可能出現(xiàn)的問題有：橡膠塞彈出、試管爆裂、注射器活塞彈出等。

答案  （1）裝置的氣密性好（2）白磷燃燒，產(chǎn)生白煙，活塞前沿在約12 mL的刻度線上

      （3）白磷燃燒，產(chǎn)生白煙，活塞先向右移動，最終穩(wěn)定在約8 mL的刻度線上

      （4）橡膠塞彈出、試管爆裂、注射器活塞彈出等