Question

11．某校化学兴趣小组就空气中氧气的含量进行实验探究：
【集体讨论】：（1）讨论后同学们认为，选择的药品既要能消耗氧气，又不会跟空气中的其它成分反应，而且生成物为固体．他们应该选择B
A．蜡烛   B．红磷    C．木炭
为了充分消耗容器中的氧气，药品的用量应保证足量（或过量）．写出红磷燃烧的文字表达式磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷
（2）小组同学共同设计了如图所示的两套装置，你认为合理的是（填编号）A．为了确保实验的成功，在装药品之前应该检查装置的气密性．
【分组实验】：在讨论的基础上，他们分组进行了实验．
【数据分析】：实验结束后，整理数据如下：（注：集气瓶容积为100mL）

组别	1	2	3	4	5	6
进入集气瓶中水的体积（mL）	20	21	19	20	22	18

（3）通过对实验结果的交流，大多数同学都验证出氧气约占空气体积的$\frac{1}{5}$．通过实验还可以推断集气瓶中剩余气体的物理性质是难溶于水、化学性质是不能燃烧、不支持燃烧
【实验拓展】：
（4）已知镁在空气中燃烧可分别与氧气和氮气反应，都生成固体物质，此实验中镁不能（填“能”或“不能”）代替红磷，其原因是；镁既能与氧气又能与氮气反应．

Answer 1

分析 （1）红磷能在空气中燃烧，又不会跟空气中的其它成分反应，且生成物是固体物质；为保证耗尽瓶内氧气，要加入足够的药品，一般加入过量的药品；
（2）同样都是红磷，放在不同的位置会对应不同的实验结果，因此让红磷在较低的位置能够更有效消耗装置内的氧气；因为是测定空气中氧气的含量，因此要求装置的气密性要好，故在实验前应检查装置的气密性；
（3）由于氧气被完全反应，瓶内气体体积减少，进入水的体积即为减少气体氧气的体积．从表中数据分析得出氧气约占空气体积的$\frac{1}{5}$；剩余的药品不再继续燃烧，说明余下的气体不能燃烧、不支持燃烧，剩余气体量不变也证明其难溶于水；
（4）根据镁燃烧消耗氧气和氮气，反应后进入集气瓶中的水量偏多分析．

解答 解：（1）蜡烛、硫粉燃烧都有气体生成，不符合选用药品的特征；红磷能与氧气反应且生成固体五氧化二磷，符合选用特征；通常加入过量的药品，确保瓶内氧气完全消耗；
（2）B装置中燃烧匙的位置偏上，红磷燃烧时，放出热量，不利于把集气瓶下部的氧气耗尽，因此不能选B，应选A．为了确保实验的成功，在装药品之前应该 检查装置的气密性，装置漏气会使结果不准确；
（3）图表所示，进入水的体积约占瓶内容积的$\frac{1}{5}$，说明被消耗的氧气占空气体积的$\frac{1}{5}$；药品有剩余、气体也有大量剩余，而燃烧却没有继续，可说明各剩余气体不能燃烧，也不支持燃烧；
（4）镁在空气中燃烧可分别与氧气和氮气反应，都生成固体物质，因此集气瓶中气体减少会很多，进入集气瓶中的水就很多，造成测得的氧气的含量偏大，故镁不能代替红磷测量空气中氧气的含量．
答案：
（1）B；足量（或过量）；磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷；
（2）A；检查装置的气密性；
（3）$\frac{1}{5}$；难溶于水；不能燃烧、不支持燃烧；
（4）不能；镁既能与氧气又能与氮气反应．

点评 本题主要考查红磷测定空气组成的实验原理、现象及误差分析，掌握测定的原理是解题的关键．根据实验操作图，回忆实验中注意事项，从而回答该实验的有关问题．对于实验的改进，要从原理上来考虑．