Question

【题目】某兴趣小组开展“测定密闭容器中某种气体的体积分数”的探究实验。

（实验1）按图1所示装置，用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的体积分数。

（实验2）按图2所示装置，在集气瓶内壁用水均匀涂附铁粉除氧剂（其中辅助成分不干扰实验），利用铁锈蚀原理测定空气中氧气的体积分数。

（1）实验1中，红磷燃烧的主要现象是_____，红磷熄灭后，集气瓶冷却至室温，打开K，水能倒吸人集气瓶的原因是_____，为提高实验的准确性，以上两个实验都需要注意的事项是_____（写一点）。

（2）实验过程中，连接数字传感器，测得实验1、实验2中氧气的体积分数随时间变化的关系分别如图3、图4所示。依据图3、图4信息，_____（填“实验1”或“实验2”）的测定方法更准确，判断依据是_____。

（3）结合你的学习经验，若要寻找红磷或铁粉除氧剂的替代物，用图1或图2装置测定空气中氧气的体积分数，该替代物应满足的条件是_____、_____（写两点）。

（实验3）测定用排空气法收集到的集气瓶中氧化碳的体积分数。

（4）甲同学设计图5所示装置进行测定。浓NaOH溶液的作用是_____（用化学方程式表示）。

（5）乙同学提出，仅利用图6所示装置，在不添加其他试剂的前提下，也能测得集气瓶中二氧化碳的体积分数。为达到实验目的，操作方法是_____。

Answer 1

【答案】产生大量白烟（或“黄色火焰”“放热”等合理答案） 氧气被消耗，集气瓶内气体压强小于大气压 装置的气密性良好（或“红磷和铁粉除氧剂足量”等其他合理答案） 实验2 反应后，实验1集气瓶中剩余氧气的体积分数为8.6%而实验2集气瓶中氧气几乎耗尽 能够和氧气反应 生成物不影响测定结果（或其他合理答案） 用冰水冷却集气瓶，打开K（或其他合理答案）

【解析】

（1）实验1中，红磷燃烧的主要现象是：产生了大量的白烟等；红磷熄灭后，集气瓶冷却至室温，打开K，水能倒吸入集气瓶的原因是：氧气被消耗，集气瓶内气体压强小于大气压；为提高实验的准确性，以上两个实验都需要注意的事项是装置的气密性要良好等；

（2）实验过程中，连接数字传感器，测得实验1、实验2中氧气的体积分数随时间变化的关系分别如图3、图4所示。依据图3，图4信息可知，实验2测定方法更准确，判断依据是：反应后，实验1集气瓶内剩余氧气的体积分数是8.6%，实验2集气瓶内氧气几乎要耗尽；

（3）用图1或图2装置测定空气中氧气的体积分数，该替代物应满足的条件是能够和氧气反应，生成物不影响测定结果；

（4）二氧化碳与氢氧化钠反应生成了碳酸钠和水，化学方程式是：2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O；

（5）由于密封装置内气体的压强随温度的降低而减小，为达到实验目的，操作方法是用冰水冷却集气瓶，打开K，瓶内为温度降低，压强减小，氢氧换钠溶液被吸入，吸收了二氧化碳，可以测定出集气瓶中二氧化碳的体积分数。