Question

在老师的指导下，同学们进行了有趣的化学实验探究：
一、测定空气中氧气含量
图1所示的是小亮同学用红磷在空气中燃烧的测定方法．过程是：
第1步：将集气瓶容积划分为五等份，并做好标记．
第2步：点燃燃烧匙内的红磷，伸入集气瓶中并把塞子塞紧．
第3步：待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，发现水被吸入集气瓶中，进入集气瓶中水的体积约为集气瓶总容积的

1

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．请回答下列问题：

①第2步红磷燃烧时的现象

 

，化学反应表达式

 

．
②实验完毕，若进入集气瓶中水的体积不到总容积的1/5，你认为导致这一结果的原因可能是

 

．
A、集气瓶底部的水占了一部分体积
B、红磷过少
C、红磷没有燃烧完就急着打开了止水夹
③小博同学对实验进行反思后，提出了改进方法（如图2所示），小博在正式开始实验前，夹紧弹簧夹，将注射器活塞从20mL刻度处推至15mL处，然后松开活塞，观察到活塞返回至20mL刻度处．该操作的主要目的是

 

，你认为改进后的优点是

 

．
二、小余阅读课外资料得知：双氧水分解除了用二氧化锰（MnO₂）还可用氧化铜（CuO）等物质作催化剂，于是他对氧化铜产生了探究兴趣．
【提出问题】氧化铜是否也能作氯酸钾分解的催化剂？它是否比二氧化锰催化效果更好？
【设计实验】小余以生成等体积的氧气为标准，设计了下列三组实验（其它可能影响实验的因素均忽略） 

实验序号	氯酸钾质量	其他物质质量	待测数据
①	1.2g	/
②	1.2g	CuO  0.5g
③	1.2g	MnO2 0.5g

①上述实验应测 量的“待测数据”是

 

．
②若实验②比实验①的“待测数据”更

 

（填“大”或“小”），说明氧化铜能加快氯酸钾的分解．
③将实验②反应剩余的固体取出后经洗涤、干燥，再次精确称量得到0.5g黑色粉末，这样做的目的是

 

，小余同学认为氧化铜肯定是氯酸钾分解的催化剂，但小淳同学对此提出了异议，小淳同学设计了如下实验：将第二次精确称量得到的0.5g黑色粉末和1.2g氯酸钾混合放入试管中，加热，伸入带火星木条，发现木条很快复燃．小淳同学这样做目的是

 

，
【预期结论】氧化铜也能作氯酸钾的催化剂．
【评价设计】你认为小余设计实验③和实验②对比的目的是

 

； 写出实验②反应的表达式

 

．
三、有趣的改进实验
①小晴同学学了分子性质这节内容后，改进了书本上 探究分子运动的实验．小晴同学找来废弃的医疗用品--微型Y 形管，设计如图1所示实验，

她进行该实验是为了探究

 

，实验过程中能看到的现象是

 

，小晴同学设计的实验优点

 

．
 ②利用如图装置进行“硫燃烧”的实验：用气卿（能不断鼓入空气的装置）不断地向弯型具支试管中鼓入空气，同时用酒精灯给硫粉加热至燃烧，移去酒精灯，可观察到微弱的淡蓝色火焰；然后停止鼓入空气，再用酒精灯给高锰酸钾加热，使硫在纯氧中继续燃烧，观察到

 

火焰．

写出实验中硫磺燃烧的化学反应表达式：

 

．该实验装置的主要优点是在消除有害气体对环境污染的前提下有利于

 

．你推断烧杯中的氢氧化钠溶液的作用是

 

．

Answer 1

分析：本题是测定氧气在空气中的体积分数的实验探究，要把空气中的氧气消耗掉，在本实验中用的是红磷，要使本实验成功，必须注意以下几点：①装置的气密性好；②白磷足量；③必须冷却到室温再读数．还要注意红磷在空气中燃烧的现象：发黄光、放出热量、冒出大量的白烟．小博操作的主要目的是检验装置气密性；改进后的优点是：没有白烟进入空气，环保或不会有空气溢出，测量精确或直接读数，测量精确．由实验数据可知：上述实验应测量的“待测数据”是：时间或收集一定体积氧气所需时间；若实验②比实验①的“待测数据”更小，说明氧化铜能加快氯酸钾的分解；将实验②反应剩余的固体取出后经洗涤、干燥，再次精确称量得到0.5g黑色粉末，这样做的目的是验证氧化铜质量不变；小淳同学这样做目的是：验证氧化铜化学性质不变；小余设计实验③和实验②对比的目的是：比较氧化铜和二氧化锰的催化效果；氯酸钾在氧化铜做催化剂和加热的条件下生成氯化钾和氧气．小晴同学的实验是为了探究分子不断运动；实验过程中能看到的现象是左侧酚酞变红，小晴同学设计的实验优点是没有刺激性气味进入空气，环保；硫在纯氧中燃烧的现象是：发出明亮的蓝紫色火焰，放热，生成有刺激性气味的气体；硫和氧气在点燃的条件下生成二氧化硫，该实验装置的主要优点是在消除有害气体对环境污染的前提下有利于对照硫在空气和氧气中燃烧或一套装置完成2个相关实验；氢氧化钠溶液溶液吸收二氧化硫，防止污染．

解答：解：一、红磷在空气中燃烧的现象：发黄光、放出热量、冒出大量的白烟；要使本实验成功，必须注意以下几点：①装置的气密性好；②白磷足量；③必须冷却到室温再读数；小博操作的主要目的是检验装置气密性；改进后的优点是：没有白烟进入空气，环保或不会有空气溢出，测量精确或直接读数，测量精确；故答案为：①发黄光、放出热量、冒出大量的白烟；P+O₂

点燃

P₂O₅；②BC；③检验装置气密性；没有白烟进入空气，环保（不会有空气溢出，测量精确或直接读数，测量精确）
二、由实验数据可知：上述实验应测量的“待测数据”是：时间或收集一定体积氧气所需时间；若实验②比实验①的“待测数据”更小，说明氧化铜能加快氯酸钾的分解；将实验②反应剩余的固体取出后经洗涤、干燥，再次精确称量得到0.5g黑色粉末，这样做的目的是验证氧化铜质量不变；小淳同学这样做目的是：验证氧化铜化学性质不变；小余设计实验③和实验②对比的目的是：比较氧化铜和二氧化锰的催化效果；氯酸钾在氧化铜做催化剂和加热的条件下生成氯化钾和氧气；故答案为：①时间（收集一定体积氧气所需时间）；②小；③验证氧化铜质量不变或验证氧化铜化学性质不变；比较氧化铜和二氧化锰的催化效果；KClO₃

CuO

加热

KCl+O₂
 三、小晴同学的实验是为了探究分子不断运动；实验过程中能看到的现象是左侧酚酞变红，小晴同学设计的实验优点是没有刺激性气味进入空气，环保；硫在纯氧中燃烧的现象是：发出明亮的蓝紫色火焰，放热，生成有刺激性气味的气体；硫和氧气在点燃的条件下生成二氧化硫，该实验装置的主要优点是在消除有害气体对环境污染的前提下有利于对照硫在空气和氧气中燃烧或一套装置完成2个相关实验；氢氧化钠溶液溶液吸收二氧化硫，防止污染；故答案为：①分子不断运动；左侧酚酞变红；没有刺激性气味进入空气，环保（药品用量少）；②蓝紫色；S+O₂

点燃

SO₂；对照硫在空气和氧气中燃烧（一套装置完成2个相关实验）；吸收二氧化硫，

点评：本考点考查了测定氧气在空气中的体积分数、分子的性质和符号表达式的书写等，属于实验方法和过程的探究．这类探究实验中要注意以下几点：①装置的严密性②所用药品的量③生成物的状态④读数时要冷却到原温度等．要具体问题具体分析，根据设计的步骤中不同的现象去思考，从而得出正确的结论．本考点经常出现在选择题、填空题和实验题中．