Question

【題目】某校化學活動小組對測定空氣中氧氣的體積分數(shù)做了如下回顧和探究。

（知識回顧）初中化學常采用紅磷燃燒的方法來測定空氣中氧氣的體積分數(shù)如圖一。

寫出該物質(zhì)在空氣中燃燒的文字表達式：______；該方法測定的結(jié)果偏小的可能原因是______（填序號）。

①紅磷量不足 ②裝置氣密性不好 ③彈簧夾沒有加緊 ④沒有冷卻到室溫

（探究實驗）活動小組同學用如圖二的裝置進行鎂條在空氣中燃燒的實驗。待點燃的鎂條在密閉的集氣瓶中停止燃燒，冷卻到室溫，打開止水夾，發(fā)現(xiàn)進入集氣瓶中的水的體積約為其容積的70%。

（提出問題）集氣瓶中氣體為什么減少了70%這么多？

（討論分析）根據(jù)空氣的組成，可推出減少的氣體中除了氧氣外，一定還有______，因為如果鎂條只和空氣中的氧氣反應(yīng)，則進入集氣瓶中的水的體積最多不超過容積的______%。

（查閱資料）鎂條的化學性質(zhì)很活潑，能和氧氣劇烈反應(yīng)；也能在氮氣中燃燒，產(chǎn)物為黃綠色的氮化鎂固體。

（反思拓展）如果用燃燒法來測定空氣中氧氣的體積分數(shù)，不能選用鎂條，因為鎂條除了和氧氣反應(yīng)，還要和氮氣等反應(yīng)；也不能選用鐵絲，其原因是______；一般也不會選用木炭或硫粉，其原因是______。請結(jié)合所學知識，總結(jié)“用燃燒法測定空氣中氧氣的體積分數(shù)”時，對選用的反應(yīng)物及生成物分別有何要求：

（1）______；

（2）______。

Answer 1

【答案】 ①②④ 氮氣 21 鐵絲在空氣中不能燃燒 木炭和硫粉燃燒有氣體產(chǎn)生導致壓強不變 物質(zhì)易與空氣中的氧氣反應(yīng)而不與其他成分反應(yīng) 物質(zhì)燃燒不能生成氣體

【解析】

[知識回顧]

紅磷燃燒生成五氧化二磷，燃燒的文字表達式：；

①紅磷量不足，裝置內(nèi)的氧氣沒有消耗完，導致測定結(jié)果偏小，符合題意；

②裝置氣密性不好，導致倒吸進入集氣瓶的水偏少，測定結(jié)果偏小，符合題意；

③彈簧夾沒有夾緊，實驗中會逸出了一部分氣體，最終進入瓶內(nèi)的水偏多，測定結(jié)果偏大，不符合題意；

④沒有冷卻到室溫就打開彈簧，裝置內(nèi)的氣體還處于膨脹狀態(tài)，會導致進入集氣瓶的水偏少，測定結(jié)果偏小，符合題意；故選：①②④；

[討論分析]

根據(jù)空氣的組成（氮氣體積分數(shù)約為78%，氧氣體積分數(shù)約為21%），集氣瓶中氣體減少了70%，可推出減少的氣體中除了氧氣外，一定還有氮氣，因為如果鎂條只和空氣中的氧氣反應(yīng)，則進入集氣瓶中的水的體積最多不超過容積的21%；

[反思拓展]

不能選用鐵絲，其原因是鐵絲在空氣中不能燃燒，不能消耗氧氣；

一般也不會選用木炭或硫粉，其原因是木炭和硫粉燃燒有氣體產(chǎn)生導致壓強不變，燒杯中的水不會發(fā)生倒吸；

“用燃燒法測定空氣中氧氣的體積分數(shù)”時，對選用的反應(yīng)物及生成物要求：物質(zhì)易與空氣中的氧氣反應(yīng)而不與其他成分反應(yīng)，物質(zhì)燃燒不能生成氣。