Question

20．某校化学兴趣小组就空气中氧气的含量进行实验探究：

集体设计：化学兴趣小组的同学经过研究讨论后，采用燃烧方法除去氧气后，测定剩余气体的体积．但首先需要解决两个实际问题：
（1）要能确保消耗其中的氧气，使气体的体积减小，选择什么样的药品就显得很重要．他们应该选择下列物质中的（填编号）B．
A．蜡烛    B．红磷    C．硫粉    D．木炭
（2）药品的取用量也有相应要求．你认为取用量应达到什么要求？红磷过量．
设计实验：第一小组同学共同设计了如图的A、B两套装置．
（3）你认为合理的是（填编号）A．
（4）为了确保实验的成功，在装药品之前应该先检查装置气密性．
（5）集气瓶中所选择物质燃烧反应的文字表达式是红磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷．
改进实验：第二小组同学查阅资料得知：在空气中温度达到40℃，白磷就可以自燃，即和氧气反应生成五氧化二磷．他们改进了教材中的实验，设计出如图C装置．主要操作是：在实际容积为250mL的集气瓶里，先装进
50mL的水，再按图连好仪器，按下热的玻璃棒，白磷立即被点燃．
（6）白磷从燃烧到熄灭冷却的过程中，瓶内水面的变化是先下降后上升．若实验非常成功，最终集气瓶中水的体积约为90mL．
（7）集气瓶中预先装50mL的水，是为了：①加快集气瓶冷却；②加快集气瓶冷却、液封导气管末端以防气体逸出、缓冲集气瓶内气压的骤然升高、吸收五氧化二磷等．
（8）改进后的装置优点是环保，同时也利于实验的结果的准确．

Answer 1

分析 （1）蜡烛燃烧生成二氧化碳和水，红磷燃烧生成白色固体五氧化二磷，硫粉燃烧生成刺激性气味的气体二氧化硫，木炭燃烧生成二氧化碳．
（2）为保证耗尽瓶内氧气，要加入足够的药品，一般加入过量的药品；
（3）同样都是红磷，放在不同的位置会对应不同的实验结果，由于氧气相对密度较大，因此让红磷在较低的位置能够更有效消耗装置内的氧气．
（4）实验之前先检查装置的气密性．
（5）根据反应物和生成物写出化学方程式
（6）白磷从燃烧到熄灭冷却的过程中，瓶内水面的变化是：先下降后上升，因为瓶内的气体先受热体积膨胀，后冷却；若实验非常成功，最终集气瓶中水的体积约为：50mL+40mL=90mL；
（7）集气瓶里预先装进的50mL水，在实验过程中起的作用是：加快集气瓶冷却、液封导气管末端以防气体逸出、缓冲集气瓶内气压的骤然升高、吸收五氧化二磷等；
（8）量五氧化二磷固体小颗粒会逸散到空气中污染空气，实验过程中要打开橡皮塞伸入红磷，会使瓶内气体逸出，造成误差，实验C装置的改进避免了以上两点．

解答 解：（1）蜡烛、硫粉、木炭燃烧都有气体生成，不符合选用药品的特征；红磷在空气中燃烧也与氧气反应且生成固体五氧化二磷，符合选用特征；
故答案为：B；
（2）通常加入过量的药品，确保瓶内氧气完全消耗；
（3）实验A和B的区别在于红磷的位置，而这一点与氧气的密度有关，由于氧气的密度大于空气，所以红磷在稍微低的位置更利于反应的进行，也更利于氧气的消耗，所以实验设计A更合理．
（4）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，装置漏气会使结果不准确．
（5）磷燃烧产生五氧化二磷，化学反应文字表达式为：红磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷；
（6）红磷燃烧产生大白磷从燃烧到熄灭冷却的过程中，瓶内水面的变化是：先下降后上升，因为瓶内的气体先受热体积膨胀，后冷却；若实验非常成功，最终集气瓶中水的体积约为：50mL+40mL=90mL，故答案为：先下降后上升；90；
（7）集气瓶里预先装进的50mL水，在实验过程中起的作用是：加快集气瓶冷却、液封导气管末端以防气体逸出、缓冲集气瓶内气压的骤然升高、吸收五氧化二磷等；
（8）而实验C是在装置内引燃白磷，这样白磷不会在装置外的空气中燃烧，也就是白磷燃烧的产物有毒的五氧化二磷不会散失到空气造成环境污染，也节约了药品，即C装置的优点是：环保，同时也利于实验的结果的准确；
故答案为：
（1）B；               
（2）红磷过量；
（3）A；                 
（4）装置气密性；
（5）红磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷；

（6）先下降后上升；90；
（7）加快集气瓶冷却、液封导气管末端以防气体逸出、缓冲集气瓶内气压的骤然升高、吸收五氧化二磷等；
（8）环保；同时也利于实验的结果的准确．

点评 明确空气中氧气含量测定实验药品的选择，实验步骤、误差分析、原理等是解答本题关健．