Question

1．某校化學(xué)興趣小組就空氣中氧氣的含量進(jìn)行實驗探究：
【集體討論】
（1）討論后同學(xué)們認(rèn)為，選擇的藥品既要能消耗氧氣，又不會跟空氣中的其它成分反應(yīng)，而且生成物為固體．他們應(yīng)該選擇B．
A．蠟燭            B．紅磷          C．木炭
為了充分消耗容器中的氧氣，藥品的用量應(yīng)保證．寫出紅磷燃燒的文字表達(dá)式紅磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷．
（2）小組同學(xué)共同設(shè)計了如甲圖所示的A、B兩套裝置

你認(rèn)為合理的是A（填編號A或B）．為了確保實驗的成功，在裝藥品之前應(yīng)該檢查裝置的氣密性．
【分組實驗】在討論的基礎(chǔ)上，他們分組進(jìn)行了實驗．
【數(shù)據(jù)分析】實驗結(jié)束后，整理數(shù)據(jù)如下：（注：集氣瓶容積為100mL）

組別	1	2	3	4	5	6
進(jìn)入集氣瓶中水的體積（mL）	20	21	19	20	22	18

（3）通過對實驗結(jié)果的交流，大多數(shù)同學(xué)都驗證出氧氣約占空氣體積的$\frac{1}{5}$．
通過實驗還可以推斷集氣瓶 中剩余氣體的物理性質(zhì)是難溶于水、化學(xué)性質(zhì)是不能燃燒、不支持燃燒
【實驗拓展】
（4）某同學(xué)對 實驗進(jìn)行反思后，提出了改進(jìn)方法（如圖乙所示 ），你認(rèn)為改進(jìn)后的優(yōu)點(diǎn)是：環(huán)�；蛘`差小．
（5）已知鎂在空氣中燃燒可分別與氧氣和氮?dú)夥磻?yīng)，都生成固體物質(zhì)，此實驗中鎂不能（填“能”或“不能”）代替紅磷，其原因是造成測得的氧氣含量偏大．

Answer 1

分析 （1）紅磷能在空氣中燃燒，又不會跟空氣中的其它成分反應(yīng)，且生成物是固體物質(zhì)；為保證耗盡瓶內(nèi)氧氣，要加入足夠的藥品，一般加入過量的藥品；
（2）同樣都是紅磷，放在不同的位置會對應(yīng)不同的實驗結(jié)果，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；因為是測定空氣中氧氣的含量，因此要求裝置的氣密性要好，故在實驗前應(yīng)檢查裝置的氣密性；
（3）由于氧氣被完全反應(yīng)，瓶內(nèi)氣體體積減少，進(jìn)入水的體積即為減少氣體氧氣的體積．從表中數(shù)據(jù)分析得出氧氣約占空氣體積的$\frac{1}{5}$；剩余的藥品不再繼續(xù)燃燒，說明余下的氣體不能燃燒、不支持燃燒，剩余氣體量不變也證明其難溶于水；
（4）從環(huán)保以及結(jié)果的準(zhǔn)確性分析；
（5）根據(jù)鎂燃燒消耗氧氣和氮?dú)�，反�?yīng)后進(jìn)入集氣瓶中的水量偏多分析．

解答 解：（1）蠟燭、硫粉燃燒都有氣體生成，不符合選用藥品的特征；紅磷能與氧氣反應(yīng)且生成固體五氧化二磷，符合選用特征；通常加入過量的藥品，確保瓶內(nèi)氧氣完全消耗；
（2）B裝置中燃燒匙的位置偏上，紅磷燃燒時，放出熱量，不利于把集氣瓶下部的氧氣耗盡，因此不能選B，應(yīng)選A．為了確保實驗的成功，在裝藥品之前應(yīng)該 檢查裝置的氣密性，裝置漏氣會使結(jié)果不準(zhǔn)確；
（3）圖表所示，進(jìn)入水的體積約占瓶內(nèi)容積的$\frac{1}{5}$，說明被消耗的氧氣占空氣體積的$\frac{1}{5}$；藥品有剩余、氣體也有大量剩余，而燃燒卻沒有繼續(xù)，可說明各剩余氣體不能燃燒，也不支持燃燒；
（4）實驗乙是在裝置內(nèi)點(diǎn)燃，這樣紅磷不會在裝置外的空氣中燃燒，也就是紅磷燃燒的產(chǎn)物五氧化二磷不會散失到空氣造成環(huán)境污染，也節(jié)約了紅磷，同時也利于實驗的結(jié)果的準(zhǔn)確，即乙裝置的優(yōu)點(diǎn)是：環(huán)保、誤差小；
（5）鎂在空氣中燃燒可分別與氧氣和氮?dú)夥磻?yīng)，都生成固體物質(zhì)，因此集氣瓶中氣體減少會很多，進(jìn)入集氣瓶中的水就很多，造成測得的氧氣的含量偏大，故鎂不能代替紅磷測量空氣中氧氣的含量．
答案：
（1）B；足量（或過量）；磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷；
（2）A；檢查裝置的氣密性；
（3）$\frac{1}{5}$；難溶于水；不能燃燒、不支持燃燒；
（4）環(huán)�；蛘`差��；
（5）不能； 造成測得的氧氣含量偏大．

點(diǎn)評 本題主要考查紅磷測定空氣組成的實驗原理、現(xiàn)象及誤差分析，掌握測定的原理是解題的關(guān)鍵．根據(jù)實驗操作圖，回憶實驗中注意事項，從而回答該實驗的有關(guān)問題．對于實驗的改進(jìn)，要從原理上來考慮．