Question

20．某校化學(xué)興趣小組就空氣中氧氣的含量進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究：

集體設(shè)計(jì)：化學(xué)興趣小組的同學(xué)經(jīng)過(guò)研究討論后，采用燃燒方法除去氧氣后，測(cè)定剩余氣體的體積．但首先需要解決兩個(gè)實(shí)際問(wèn)題：
（1）要能確保消耗其中的氧氣，使氣體的體積減小，選擇什么樣的藥品就顯得很重要．他們應(yīng)該選擇下列物質(zhì)中的（填編號(hào)）B．
A．蠟燭    B．紅磷    C．硫粉    D．木炭
（2）藥品的取用量也有相應(yīng)要求．你認(rèn)為取用量應(yīng)達(dá)到什么要求？紅磷過(guò)量．
設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：第一小組同學(xué)共同設(shè)計(jì)了如圖的A、B兩套裝置．
（3）你認(rèn)為合理的是（填編號(hào)）A．
（4）為了確保實(shí)驗(yàn)的成功，在裝藥品之前應(yīng)該先檢查裝置氣密性．
（5）集氣瓶中所選擇物質(zhì)燃燒反應(yīng)的文字表達(dá)式是紅磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷．
改進(jìn)實(shí)驗(yàn)：第二小組同學(xué)查閱資料得知：在空氣中溫度達(dá)到40℃，白磷就可以自燃，即和氧氣反應(yīng)生成五氧化二磷．他們改進(jìn)了教材中的實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)出如圖C裝置．主要操作是：在實(shí)際容積為250mL的集氣瓶里，先裝進(jìn)
50mL的水，再按圖連好儀器，按下熱的玻璃棒，白磷立即被點(diǎn)燃．
（6）白磷從燃燒到熄滅冷卻的過(guò)程中，瓶?jī)?nèi)水面的變化是先下降后上升．若實(shí)驗(yàn)非常成功，最終集氣瓶中水的體積約為90mL．
（7）集氣瓶中預(yù)先裝50mL的水，是為了：①加快集氣瓶冷卻；②加快集氣瓶冷卻、液封導(dǎo)氣管末端以防氣體逸出、緩沖集氣瓶?jī)?nèi)氣壓的驟然升高、吸收五氧化二磷等．
（8）改進(jìn)后的裝置優(yōu)點(diǎn)是環(huán)保，同時(shí)也利于實(shí)驗(yàn)的結(jié)果的準(zhǔn)確．

Answer 1

分析 （1）蠟燭燃燒生成二氧化碳和水，紅磷燃燒生成白色固體五氧化二磷，硫粉燃燒生成刺激性氣味的氣體二氧化硫，木炭燃燒生成二氧化碳．
（2）為保證耗盡瓶?jī)?nèi)氧氣，要加入足夠的藥品，一般加入過(guò)量的藥品；
（3）同樣都是紅磷，放在不同的位置會(huì)對(duì)應(yīng)不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，由于氧氣相對(duì)密度較大，因此讓紅磷在較低的位置能夠更有效消耗裝置內(nèi)的氧氣．
（4）實(shí)驗(yàn)之前先檢查裝置的氣密性．
（5）根據(jù)反應(yīng)物和生成物寫(xiě)出化學(xué)方程式
（6）白磷從燃燒到熄滅冷卻的過(guò)程中，瓶?jī)?nèi)水面的變化是：先下降后上升，因?yàn)槠績(jī)?nèi)的氣體先受熱體積膨脹，后冷卻；若實(shí)驗(yàn)非常成功，最終集氣瓶中水的體積約為：50mL+40mL=90mL；
（7）集氣瓶里預(yù)先裝進(jìn)的50mL水，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中起的作用是：加快集氣瓶冷卻、液封導(dǎo)氣管末端以防氣體逸出、緩沖集氣瓶?jī)?nèi)氣壓的驟然升高、吸收五氧化二磷等；
（8）量五氧化二磷固體小顆粒會(huì)逸散到空氣中污染空氣，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要打開(kāi)橡皮塞伸入紅磷，會(huì)使瓶?jī)?nèi)氣體逸出，造成誤差，實(shí)驗(yàn)C裝置的改進(jìn)避免了以上兩點(diǎn)．

解答 解：（1）蠟燭、硫粉、木炭燃燒都有氣體生成，不符合選用藥品的特征；紅磷在空氣中燃燒也與氧氣反應(yīng)且生成固體五氧化二磷，符合選用特征；
故答案為：B；
（2）通常加入過(guò)量的藥品，確保瓶?jī)?nèi)氧氣完全消耗；
（3）實(shí)驗(yàn)A和B的區(qū)別在于紅磷的位置，而這一點(diǎn)與氧氣的密度有關(guān)，由于氧氣的密度大于空氣，所以紅磷在稍微低的位置更利于反應(yīng)的進(jìn)行，也更利于氧氣的消耗，所以實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)A更合理．
（4）為了確保實(shí)驗(yàn)的成功，在裝藥品之前應(yīng)該 檢查裝置的氣密性，裝置漏氣會(huì)使結(jié)果不準(zhǔn)確．
（5）磷燃燒產(chǎn)生五氧化二磷，化學(xué)反應(yīng)文字表達(dá)式為：紅磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷；
（6）紅磷燃燒產(chǎn)生大白磷從燃燒到熄滅冷卻的過(guò)程中，瓶?jī)?nèi)水面的變化是：先下降后上升，因?yàn)槠績(jī)?nèi)的氣體先受熱體積膨脹，后冷卻；若實(shí)驗(yàn)非常成功，最終集氣瓶中水的體積約為：50mL+40mL=90mL，故答案為：先下降后上升；90；
（7）集氣瓶里預(yù)先裝進(jìn)的50mL水，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中起的作用是：加快集氣瓶冷卻、液封導(dǎo)氣管末端以防氣體逸出、緩沖集氣瓶?jī)?nèi)氣壓的驟然升高、吸收五氧化二磷等；
（8）而實(shí)驗(yàn)C是在裝置內(nèi)引燃白磷，這樣白磷不會(huì)在裝置外的空氣中燃燒，也就是白磷燃燒的產(chǎn)物有毒的五氧化二磷不會(huì)散失到空氣造成環(huán)境污染，也節(jié)約了藥品，即C裝置的優(yōu)點(diǎn)是：環(huán)保，同時(shí)也利于實(shí)驗(yàn)的結(jié)果的準(zhǔn)確；
故答案為：
（1）B；               
（2）紅磷過(guò)量；
（3）A；                 
（4）裝置氣密性；
（5）紅磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷；

（6）先下降后上升；90；
（7）加快集氣瓶冷卻、液封導(dǎo)氣管末端以防氣體逸出、緩沖集氣瓶?jī)?nèi)氣壓的驟然升高、吸收五氧化二磷等；
（8）環(huán)保；同時(shí)也利于實(shí)驗(yàn)的結(jié)果的準(zhǔn)確．

點(diǎn)評(píng) 明確空氣中氧氣含量測(cè)定實(shí)驗(yàn)藥品的選擇，實(shí)驗(yàn)步驟、誤差分析、原理等是解答本題關(guān)�。�