Question

19．某化學(xué)興趣活動(dòng)小組為測定空氣中氧氣的含量，進(jìn)行如下探究實(shí)驗(yàn)：
①如圖甲在一個(gè)具有刻度和可以滑動(dòng)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：
Ⅰ．實(shí)驗(yàn)中可以看到玻璃容器內(nèi)發(fā)生的現(xiàn)象：
①白磷燃燒時(shí)的現(xiàn)象是劇烈燃燒，產(chǎn)生白煙，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是4P+5O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2P₂O₅．
②活塞先向右后向左移動(dòng)，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，恢復(fù)至常溫，活塞應(yīng)停在刻度4處，出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因是白磷燃燒消耗了空氣中氣態(tài)的氧氣而生成了固態(tài)的五氧化二磷，從而使玻璃容器內(nèi)的氣體體積減小．
Ⅱ．此實(shí)驗(yàn)中白磷要過量，目的是除盡氧氣．
②小軍根據(jù)燃燒紅磷測定空氣中氧氣含量的實(shí)驗(yàn)原理，認(rèn)為可用木炭代替紅磷測定空氣中氧氣的含量，并按圖乙裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．他依據(jù)的實(shí)驗(yàn)原理可能是木炭燃燒消耗氧氣．
Ⅰ．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(fā)現(xiàn)倒吸現(xiàn)象．經(jīng)過認(rèn)真分析，小軍發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)失敗的原因是集氣瓶中的壓強(qiáng)沒有變化．
Ⅱ．小軍反思上述實(shí)驗(yàn)的探究過程后認(rèn)為：用燃燒法測定空氣中氧氣含量的實(shí)驗(yàn)時(shí)，在藥品的選擇或生成物的要求上應(yīng)考慮的是（答一條）藥品要能在空氣中燃燒．

Answer 1

分析 點(diǎn)燃條件下，白磷燃燒生成五氧化二磷；空氣主要是由氮?dú)夂脱鯕饨M成的，其中氧氣的體積分?jǐn)?shù)為五分之一；本實(shí)驗(yàn)是借助能夠和空氣中某一成分的反應(yīng)消耗掉裝置內(nèi)氣體，并且通過等體積外界氣體的進(jìn)入實(shí)現(xiàn)對消耗氣體體積的測定．所以在實(shí)驗(yàn)中要保證裝置的氣密性良好，要保證對氣體的盡可能消耗，同時(shí)要防止生成新的氣體，即反應(yīng)所使用物品必須本身是非氣體（這樣可以多加，利于對氧氣的盡可能消耗），同時(shí)生成物也不能是氣體（保證外界液體的等量進(jìn)入）．

解答 解：①實(shí)驗(yàn)中可以看到玻璃容器內(nèi)白磷燃燒的現(xiàn)象是劇烈燃燒，產(chǎn)生白煙，該反應(yīng)的化學(xué)式表達(dá)式為：4P+5O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2P₂O₅．
故填：劇烈燃燒，產(chǎn)生白煙；4P+5O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2P₂O₅．
②空氣主要是由氮?dú)夂脱鯕饨M成的，因此，白磷消耗完氧氣后剩余的氣體主要是氮?dú)�；空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)為五分之一；活塞在整個(gè)實(shí)驗(yàn)中的運(yùn)動(dòng)狀況是：因?yàn)榘琢兹紵�放出大量的熱，溫度升高，壓�?qiáng)增大，活塞先向右，溫度降低后，壓強(qiáng)減小，活塞向左運(yùn)動(dòng)，最后停在刻度4處．出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因是：白磷燃燒消耗了空氣中氣態(tài)的氧氣而生成了固態(tài)的五氧化二磷，從而使玻璃容器內(nèi)的氣體體積減小．故填：先向右后向左；4；白磷燃燒消耗了空氣中氣態(tài)的氧氣而生成了固態(tài)的五氧化二磷，從而使玻璃容器內(nèi)的氣體體積減��；
Ⅱ．實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵為白磷過量、反應(yīng)充分、氣密性良好等，白磷過量是為了除盡氧氣．故填：除盡氧氣．
②通過可燃物消耗氧氣使裝置內(nèi)氣壓減小，外界液體就可以等體積進(jìn)入，從而測定出氧氣的體積．故填：木炭燃燒消耗氧氣．
Ⅰ．木炭燃燒雖消耗了氧氣，但產(chǎn)生了新的氣體，致使集氣瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)沒在明顯變化，故答案為：集氣瓶中的壓強(qiáng)沒有變化．
Ⅱ．能夠和氧氣等單一物質(zhì)反應(yīng)，且本身不能是氣體且生成物不能是氣體（如果能夠像辦法處理后期生成的氣體也可以考慮使用）．故答案為：要能消耗氧氣，又不會(huì)跟空氣中的其他成分反應(yīng)，而且生成物為固體．
故答案為：藥品要能在空氣中燃燒；燃燒時(shí)只消耗氧氣；生成物最好不是氣體，如果生成物是氣體，則應(yīng)用其它物質(zhì)將其完全吸收…（合理均可）．

點(diǎn)評 對實(shí)驗(yàn)改進(jìn)要充分結(jié)合實(shí)驗(yàn)原理來進(jìn)行，同時(shí)在改進(jìn)過程中要考慮物質(zhì)本身的性質(zhì)特點(diǎn)（如木炭的燃燒對應(yīng)產(chǎn)物不僅僅是二氧化碳的問題）．