Question

8．化學是一門以實驗為基礎的學科，同學們在實驗室進行了與氧氣有關的一系列實驗探究．
（一）探究空氣中氧氣的含量．甲設計了如下實驗方案：在燃燒匙內盛過量紅磷，點燃后立即插入集氣瓶內，塞緊橡皮塞，待紅磷火焰熄滅，集氣瓶冷卻至室溫，打開鐵夾，水注入集氣瓶．（實驗裝置如圖1所示）回答下列問題：

（1）實驗過程中，觀察到的主要現(xiàn)象是紅磷燃燒，放出大量的熱，生成大量白煙；燒杯中的水進入集氣瓶約$\frac{1}{5}$處．反應的文字表達式是磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷．
（2）乙用上述實驗裝置測定的結果是：空氣中氧氣含量與正常值有較明顯的偏差，其操作上的原因可能是（要求答出兩種）：裝置氣密性不好，紅磷量不足．
（3）丙也設計了一個實驗方案，裝置和操作同上，只不過用木炭代替了紅磷．當木炭停止燃燒，集氣瓶冷卻至室溫，打開鐵夾后，水能否進入集氣瓶？為什么？不會；碳與氧氣反應生成了二氧化碳氣體，沒有產生壓強差．
（4）某同學對實驗進行反思后，提出改進方案（如圖2所示），你認為改進后的優(yōu)點是誤差少或無污染．
（二）探究氧氣的性質
（1）下列A、B兩圖是一同學進行的物質在氧氣中燃燒的兩個實驗：

請幫助他完成實驗報告，并回答有關問題．

物質	現(xiàn)象
	在空氣中	在氧氣中
鐵絲	紅熱	劇烈燃燒，火星四射，放出大量的熱，生成黑色固體
硫	微弱的淡藍色火焰	明亮的藍紫色火焰，放出大量的熱，生成有刺激性氣味的氣體

B中反應的文字表達式為：硫+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$二氧化硫；該反應屬于化合反應．兩集氣瓶中都預先裝有少量水，但作用不同，A中水的作用是防止高溫生成物濺落瓶底，引起集氣瓶炸裂．
（2）圖C是某同學為證明呼出的氣體中二氧化碳比吸入的空氣中含量高設計的實驗，我認為不能（填“能”或“不能”）達到到實驗目的，如果不能請說明改進措施還增加一個盛有空氣的集氣瓶作對比實驗．（如果能則該問題不必回答）

Answer 1

分析 （一）保證本實驗成功的關鍵是：裝置氣密性要好；紅磷要足量；要冷卻到室溫再讀數(shù)．紅磷燃燒的現(xiàn)象是：發(fā)黃光、放熱、冒出大量的白煙；實驗結束后，打開鐵夾，水倒吸進入集氣瓶，約占集氣瓶容積的五分之一；用木炭代替了紅磷，水不會進入集氣瓶，因為碳與氧氣反應生成了二氧化碳氣體，內外沒有產生壓強差；根據(jù)裝置設計的比較好，操作簡單，并且試管內的空氣也不會逸出來，比較嚴密解答．
（二）（1）可以根據(jù)物質之間相互作用時的實驗現(xiàn)象及其反應文字表達式等方面進行分析、判斷，從而得出正確的結論．因為甲中反應生成的四氧化三鐵容易濺落瓶底，并且四氧化三鐵的溫度很高，容易把集氣瓶炸裂．乙中反應生成的二氧化硫能和水反應生成亞硫酸，從而防止二氧化硫氣體逸出污染空氣．甲乙中的反應物都是兩種，生成物都是一種，屬于化合反應．硫和氧氣反應生成二氧化硫．
（2）證明呼出的氣體中二氧化碳比吸入的空氣中含量高設計的實驗，要形成對比．

解答 解：（一）（1）紅磷燃燒的現(xiàn)象是：發(fā)黃光、放熱、冒出大量的白煙；實驗結束后，打開鐵夾，水倒吸進入集氣瓶，約占集氣瓶容積的五分之一，紅磷燃燒的文字表達式是磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷；
（2）保證本實驗成功的關鍵是：裝置氣密性要好；紅磷要足量；要冷卻到室溫再讀數(shù)．
（3）用木炭代替了紅磷，水不會進入集氣瓶，因為碳與氧氣反應生成了二氧化碳氣體，內外沒有產生壓強差．
（4）通過凸透鏡聚光引燃紅磷，不需要打開瓶塞，空氣出不來也進不去，測量比較準確．用酒精燈引燃紅磷，紅磷燃燒生成了五氧化二磷進入空氣會污染空氣，由于磷燃燒放出大量的熱，打開瓶塞時容易使空氣受熱而逸出．所以實驗的優(yōu)點是：誤差少或無污染．
（二）（1）鐵絲在氧氣中燃燒可以觀察到的現(xiàn)象是：鐵絲劇烈燃燒，火星四射，放出大量的熱，生成了一種黑色的固體；做鐵絲在氧氣里燃燒的實驗時，預先在集氣瓶里裝少量水或細沙，可使燃燒后的高溫物質不直接濺落在瓶底，防止瓶底受熱而發(fā)生炸裂；
硫在氧氣中燃燒可以觀察到的現(xiàn)象是：發(fā)出淡藍色火焰，放出大量熱，生成一種刺激性氣味的氣體．由于硫燃燒生成了二氧化硫，二氧化硫能污染空氣．所以，在做硫在氧氣中燃燒的實驗時，集氣瓶底部預先裝有少量水，它的作用是吸收二氧化硫，防止污染空氣；該反應的文字表達式為：硫+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$二氧化硫；該反應反應物有兩種，生成物只有一種，屬于化合反應．
（2）圖C不能達到到實驗目的，還增加一個盛有空氣的集氣瓶作對比實驗；
故答案為：（一）（1）紅磷燃燒，放出大量的熱，生成大量白煙；燒杯中的水進入集氣瓶約$\frac{1}{5}$處；磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷；
（2）裝置氣密性不好；紅磷量不足；或沒有冷卻到室溫就讀數(shù)；
（3）不會；碳與氧氣反應生成了二氧化碳氣體，沒有產生壓強差；
（4）誤差少或無污染；
（二）（1）劇烈燃燒，火星四射，放出大量的熱，生成黑色固體；明亮的藍紫色火焰，放出大量的熱，生成有刺激性氣味的氣體；
硫+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$二氧化硫；化合（或氧化）
防止高溫生成物濺落瓶底，引起集氣瓶炸裂
（2）不能．還增加一個盛有空氣的集氣瓶作對比實驗．

點評 本考點考查的是空氣中氧氣含量的探究實驗，根據(jù)實驗操作圖，回憶實驗中現(xiàn)象，由實驗中的注意事項，對實驗結果進行評價，從而理解該實驗的探究目的．對實驗結果進行評價，是近幾年中考的重點之一，要好好把握．