Question

【题目】某兴趣小组开展“测定密闭容器中某种气体的体积分数”的探究实验。

（实验步骤）

实验1：按图1所示装置，用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的体积分数。

实验2：按图2所示装置，在集气瓶内壁用水均匀涂附铁粉除氧剂（其中辅助成分不干扰实验），利用铁锈蚀原理测定空气中氧气的体积分数。

（实验现象）

实验1中，红磷燃烧的主要现象是_____；红磷燃烧的文字或符号表达式_____。红磷熄灭后，集气瓶冷却至室温，打开K，水能倒吸入集气瓶的原因是_____，若发现进入装置中的水少于1/5，可能的原因是_____。

（分析实验）

（1）连接数字传感器，测得实验1、实验2中氧气的体积分数随时间变化的关系分别如图3、图4所示。依据图3，图4信息，_____（填“实验1”或“实验2”）的测定方法更准确，判断依据是_____。

（2）结合你的学习经验，若要寻找红磷或铁粉除氧剂的替代物，用图1或图2装置测定空气中氧气的体积分数，该替代物应满足的条件是_____、_____（写两点）。

（拓展延伸）兴趣小组又利用下图装置继续实验，将装有足量红磷的燃烧匙置于瓶内中间，并把装有足量白磷的燃烧匙浸没在蒸馏水下。先在烧瓶内用激光笔引燃红磷，待红磷燃烧熄灭后，将装有白磷的燃烧匙提出水面，发现白磷可以被点燃继续燃烧。图乙表示用氧气传感器测量的容器内氧气浓度变化曲线图。

（1）BC段变化的原因：_____；

（2）CD段变化的原因：_____；

（3）DE段变化的原因：_____；

（4）通过红磷和白磷的连续实验得出的结论是：_____。

Answer 1

【答案】产生大量白烟，放热 红磷+氧气五氧化二磷 红磷燃烧，消耗了氧气，瓶内压强减小，小于外界气压，所以水会回流 装置漏气或红磷的量少或未冷却到室温，便打开止水夹 实验2 反应后，实验1集气瓶内剩余氧气体积分数是8.6%，实验2集气瓶内氧气几乎要耗尽 药品只与空气中的氧气反应 生成物不能是气体 红磷燃烧消耗瓶内氧气 红磷熄灭后，下层未消耗的氧气上浮 白磷燃烧消耗瓶内氧气 红磷燃烧不能完全消耗瓶内氧气（答案合理即可）

【解析】

实验1中，红磷燃烧的主要现象是：产生大量白烟，放热；红磷在空气中燃烧产生五氧化二磷的文字表达式：红磷+氧气五氧化二磷。红磷熄灭后，集气瓶冷却至室温，打开K，水能倒吸入集气瓶的原因是：红磷燃烧，消耗了氧气，瓶内压强减小，小于外界气压，所以水会回流，若发现进入装置中的水少于1/5，可能的原因是：装置漏气或红磷的量少或未冷却到室温，便打开止水夹；

（1）连接数字传感器，测得实验1、实验2中氧气的体积分数随时间变化的关系分别如图3、图4所示。依据图3，图4信息，实验2 的测定方法更准确，判断依据是：反应后，实验1集气瓶内剩余氧气体积分数是8.6%，实验2集气瓶内氧气几乎要耗尽；

（2）若要寻找红磷或铁粉除氧剂的替代物，用图1或图2装置测定空气中氧气的体积分数，该替代物应满足的条件是1、药品只与空气中的氧气反应2、生成物不能是气体，否则影响最终内的压强变化；

（1）BC段变化的原因：红磷燃烧消耗瓶内氧气 ，氧浓度降低

（2）CD段变化的原因：红磷熄灭后，下层未消耗的氧气上浮，氧含量出现波动；

（3）DE段变化的原因：白磷燃烧消继续耗瓶内氧气，基本将氧气消耗完全；

（4）通过红磷和白磷的连续实验得出的结论是：红磷燃烧不能完全消耗瓶内氧气，白磷基本可以。