Question

17．空气中氧气的体积含量测定．

【交流讨论】
（1）同学们讨论后认为，选择的药品既要能消耗氧气，又不会跟空气中的其它成分反应，而且生成物为固体．他们应该选择（填编号）②（选填①蜡烛 ②红磷 ③硫粉）为了充分消耗容器中的氧气，药品的用量应保证过量．
（2）小组同学共同设计了如图1的两套装置，你认为合理的是（填编号）A．为了确保实验的成功，
在装药品之前应该检查装置的气密性．
【分组实验】在讨论的基础上，他们分组进行了实验．
【数据分析】实验结束后，整理数据如下：（注：集气瓶容积为100mL）

组    别	1	2	3	4	5	6
进入集气瓶中水的体积（mL）	20	21	19	20	22	18

（3）通过对实验结果的交流，大多数同学都验证出氧气约占空气体积的$\frac{1}{5}$．通过实验还可以推断集气瓶中剩余气体的性质是不可燃、不助燃．（写两点）
【实验拓展】
（4）某兴趣小组的同学选用 了 40mL的试管作反应容器（如图2）和量程体积足够大且润滑效果很好的针筒注射器，将足量的白磷（其化学性质与红磷相似，40℃时就可以燃烧）放入试管后，用橡皮塞塞紧试管，并夹紧弹簧夹．用酒精灯加热白磷，燃烧结束后，等到试管冷却后松开弹簧夹，观察现象．
①正式开始实验前，该兴趣小组同学打开弹簧夹，将注射器活塞从20ml刻度处推至15ml处，然后松开活塞，观察到活塞返回至20ml刻度处．该操作的主要目的是实验前要检查装置的气密性．
②实验中，在松开弹簧夹前，大试管中可以观察到白磷燃烧时的现象为白磷燃烧，产生大量白烟，放出大量热．
③实验后，可以观察到针筒活塞会从原来的20mL刻度处慢慢向左移到约C处．
A．4mL刻度       B．8mL刻度      C． 12mL刻度      D． 16mL刻度
④下列实验操作，对实验结果几乎没有影响的是C
A．装置有点漏气      B．白磷的量不足    C．用干燥的红磷代替白磷做实验．

Answer 1

分析 （1）红磷能在空气中燃烧，且生成物是固体物质；红磷过量或足量能保证将集气瓶中氧气消耗尽．
（2）为保证红磷与空气中的氧气充分反应，必须把红磷放在集气瓶的中下部；检验装置的气密性是为了确保准确测空气组成，减少误差．
（3）剩余气体量不变证明其难溶于水亦不能燃烧且不与红磷反应，只有氧气才能与红磷反应；
（4）本题为空气中氧气含量测定的创新实验．在解答时，要注意试管的容积为40mL这一重要信息，结合空气中氧气占1/5这一重要知识点．

解答 解：（1）蜡烛和硫磺与氧气反应，生成物中有气体，不能准确测定空气中氧气的含量，只有红磷在空气中与氧气反生成固体物质，不影响空气成份的测定，故选B；也只有红磷足量或过量，才能完全消耗集气瓶中的氧气；
（2）保证集气瓶中的氧气与红磷完全反应，故选A；为了保证实验能够成功，实验前应该检查装置的气密性，确保成功测定空气主要组成成分；
（3）剩余气体量不变证明其难溶于水亦不能燃烧且不与红磷反应．
（4）①根据题中信息，“先从20处推至15处，活塞活塞活塞返回20处”，可认知到装置不漏气．故该操作的主要目的是：检查装置的气密性；
②解答这一问题时，根据题目设置，可得知是对燃烧进行现象的描述．描述燃烧现象一般包括三个方面：燃烧时的火焰或发光、放出热量和生成物；
③此问要注意到试管内气体损耗了1/5，即气体减少了8mL，打开弹簧夹注射器内会有相同量的气体补充进来．故应移动到20-8=12处．
④对本实验的影响因素分析本是个复杂的问题，但本题中提供了选项，也就使分析难度大大降低．如果装置漏气或药品量不足自然都会使实验结果不够准确，而用红磷代替白磷，这两种物质仅着火点存在不同反应实质完全一致，因此对实验无多少影响．
故答案为：（1）②；过量；
（2）A；检查装置的气密性；
（3）$\frac{1}{5}$；不可燃、不助燃、难溶于水（任答两点给分）；
（4）①装置的气密性；②白磷燃烧，产生大量白烟，放出大量热；③C；④C．

点评 本题主要考查用红磷测定空气组成的实验原理、操作、现象、结论和注意事项，难度稍大．在解答时，善于抓住题目的要点，才能使解答明晰不乱．