Question

8．某化學(xué)興趣小組的同學(xué)對空氣中氧氣含量的測定實驗進行探究．
（1）如圖1所示裝置和藥品進行實驗，待紅磷燃燒熄滅、裝置冷卻后打開止水夾后看到燒杯中的水倒流進集氣瓶，且上升到刻度“1”處．

（2）甲同學(xué)：用木炭替代紅磷完成上述實驗，發(fā)現(xiàn)集氣瓶內(nèi)并沒有吸入水，其原因是木炭燃燒生成二氧化碳氣體，瓶內(nèi)氣壓基本不變，水不會倒流．
（3）乙同學(xué)：用鐵絲替代紅磷，完成上述實驗，發(fā)現(xiàn)集氣瓶內(nèi)并沒有吸入水，其原因是鐵絲不能在空氣中燃燒．
（4）丙同學(xué)用鎂條代替紅磷來測定空氣中氧氣的含量．結(jié)果卻發(fā)現(xiàn)倒吸的水量遠遠超過集氣瓶內(nèi)空氣體積的1/5．你認為造成此現(xiàn)象的原因可能是D．
A．裝置有點漏氣                B．沒有冷卻到室溫就打開止水夾
C．鎂條的量不足                D．鎂條與空氣中的其它氣體發(fā)生了反應(yīng)
（5）小組內(nèi)同學(xué)反思上述實驗的探究過程后認為：用燃燒法測定空氣中氧氣含量的實驗時，在藥品的選擇或生成物的要求上應(yīng)考慮的是反應(yīng)物只與空氣中的氧氣反應(yīng)，生成物不是氣體．
（6）小組內(nèi)同學(xué)還對該實驗進行了如下改進．（已知試管容積為 35mL）．
實驗的操作步驟如下：①點燃酒精燈．②撤去酒精燈，待試管冷卻后松開彈簧夾．
③將少量紅磷平裝入試管中，將20mL的注射器活塞置于10mL刻度處，并按圖2中所示的連接方式固定好，再將彈簧夾緊橡皮管．
④讀取注射器活塞的數(shù)據(jù)．
你認為正確的實驗操作順序是③①②④（填序號）．
待試管冷卻后松開彈簧夾，注射器活塞將從10mL刻度處慢慢前移到約為3 mL刻度處才停止．
若操作③中沒有用彈簧夾夾橡皮管，其他操作步驟相同，則實驗過程中看到的現(xiàn)象有試管內(nèi)產(chǎn)生大量白煙，注射器活塞先向右移動，再向左移動，待試管冷卻后，注射器活塞將停在1mL處．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)紅磷對空氣中氧氣的消耗引起裝置內(nèi)壓強的減小解答；
（2）根據(jù)木炭燃燒對應(yīng)產(chǎn)物是二氧化碳，瓶內(nèi)氣壓基本不變，二氧化碳能和氫氧化鈉溶液反應(yīng)解答；
（3）根據(jù)鐵絲在空氣中不能燃燒解答；
（4）根據(jù)鎂條不僅僅能夠與氧氣反應(yīng)，而且還能和氮氣反應(yīng)解答；
（5）根據(jù)用燃燒法測定空氣中氧氣含量的實驗時，在藥品的選擇或生成物的選擇上要考慮物質(zhì)在空氣中能否燃燒以及燃燒后生成物的狀態(tài)等解答；
（6）對于用注射器改進后的儀器其刻度更容易讀取，計算部分要注意被反應(yīng)消耗掉的是試管內(nèi)的氧氣，不包含注射器內(nèi)的部分．

解答 解：
（1）紅磷燃燒，消耗空氣中氧氣，引起裝置內(nèi)壓強的減小，等泠卻后打開止水夾，從而使燒杯中的水倒流進裝置內(nèi)．
（2）木炭燃燒對應(yīng)產(chǎn)物是二氧化碳，瓶內(nèi)氣壓基本不變，水不會倒流，所以用木炭代替紅磷是不會得到對應(yīng)的結(jié)果的．
（3）鐵絲在空氣中不能燃燒，只能在氧氣中燃燒；
（4）鎂條不僅僅能夠與氧氣反應(yīng)，而且還能和氮氣反應(yīng)，這樣就造成進入液體的體積遠遠超過$\frac{1}{5}$；
（5）用燃燒法測定空氣中氧氣含量的實驗時，在藥品的選擇或生成物的選擇上要考慮物質(zhì)在空氣中能否燃燒以及燃燒后生成物的狀態(tài)等．
（6）而對應(yīng)用注射器進行的實驗改進，相對先前的實驗，數(shù)據(jù)更容易獲取，因為注射器有精確的刻度．計算部分要注意反應(yīng)消耗掉的是試管內(nèi)的氧氣，不包含注射器內(nèi)的部分，所以消耗氧氣是35mL×$\frac{1}{5}$=7mL，所以注射器活塞應(yīng)該向左滑動到“3”，若操作③中沒有用彈簧夾夾橡皮管，其他操作步驟相同，則實驗過程中看到的現(xiàn)象有試管內(nèi)產(chǎn)生大量白煙，注射器活塞先向右移動，再向左移動，消耗氧氣是（35mL+10mL）×$\frac{1}{5}$=9mL，所以注射器活塞應(yīng)該向左滑動到“1”．
故答案為：
（1）燒杯中的水倒流進集氣瓶，且上升到刻度“1”處；
（2）木炭燃燒生成二氧化碳氣體，瓶內(nèi)氣壓基本不變，水不會倒流；
（3）鐵絲不能在空氣中燃燒；
（4）D；
（5）反應(yīng)物只與空氣中的氧氣反應(yīng)，生成物不是氣體；
（6）③①②④3   試管內(nèi)產(chǎn)生大量白煙，注射器活塞先向右移動，再向左移動；1．

點評 注意尤其是注射器類似的本身內(nèi)部有氣體的可能的干擾就是要強調(diào)對題意的準確把握對實驗的改進從不同行角度分析評價時，要從題目本身的而分析角度來進行，而不是先分析后解答具體的問題，即分析要有針對性．