[题目]小明在学习了空气一课后.对空气的组成测定实验很感兴趣.于是进行了以下一系列实验探究.[实验复演]为测定空气的组成.小明选用红磷.按下图甲所示的装置.按课本上的实验要求进行实验.最后打开止水夹.他观察到 .从而证实了空气是一种混合物.在此实验过程中发生反应的文字表达式为: .[实验分析]然而.小明的实验出现了误差.仔细分析原因后发现.此实验� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

【题目】小明在学习了空气一课后，对空气的组成测定实验很感兴趣，于是进行了以下一系列实验探究。

【实验复演】为测定空气的组成，小明选用红磷，按下图甲所示的装置，按课本上的实验要求进行实验，最后打开止水夹，他观察到______________________________________，从而证实了空气是一种混合物。在此实验过程中发生反应的文字表达式为：_______________________________。

【实验分析】然而，小明的实验出现了误差，仔细分析原因后发现，此实验过程中，要注意以下几点：①实验前必须检查装置的气密性；②红磷必须足量；③点燃的红磷必须迅速伸入集气瓶；④______________________。之后，他又做了一次实验，可结果还是有误差，他发现是实验装置有问题，于是对装置进行了改进。

【实验改进】小明改用了下图乙装置进行实验，步骤如下：

①连接装置并检查气密性。

②在量筒内加入100毫升的水。

③在广口瓶中加入少量水，使瓶内空气体积为250毫升。

④在燃烧匙内放入足量的红磷，塞紧瓶塞，关闭止水夹，接通电源使电烙铁发热，点燃红磷后，断开电源。

⑤燃烧结束并充分冷却后，打开止水夹，待量筒内水面不再下降时，记录量筒内水的体积为48毫升。

⑴ 与装置甲相比，装置乙可以减小实验误差，其原因是：① ____________；② __________。

⑵ 根据本实验数据，计算出空气中氧气的体积分数为______________。

【实验再思考】通过氧气课题的学习，小明知道了硫粉在空气中也能燃烧，消耗氧气，因此用硫粉代替红磷进行了上述实验，但发现没有倒吸现象，原因是_________________________________。结合铁丝的燃烧，小明又迅速否认了用铁丝代替红磷的念头，因为___________________________。所以，在选择此实验的反应物时，需要考虑全面。

【实验延伸】通过硫粉与铁丝在空气及氧气中燃烧的实验，得出了“反应能否发生以及反应的剧烈程度与反应物的浓度有关”的结论。

如右图所示是铁丝在氧气中燃烧的改进实验，用适量双氧水和二氧化锰代替原实验中集气瓶里的水。

①实验中可观察到非常明显的实验现象，其中能说明铁丝燃烧是化学变化的现象是__________，请写出该反应的文字表达式：____________。

②用双氧水和二氧化锰代替原集气瓶里的水，其优点有：i．实验更简便；ii．_______________。

【答案】烧杯中的水进入集气瓶，但未全部充满集气瓶磷+氧气五氧化二磷必须待红磷熄灭并冷却后才能打开止水避免了点燃的红磷伸入集气瓶时空气受热逸出避免了残留在导管中的水引起的实验误差 20.8% 硫燃烧虽然消耗了氧气但生成了二氧化硫气体，集气瓶内压强几乎不变铁丝在空气中不能燃烧，无法消耗氧气生成黑色固体铁+氧气四氧化三铁使铁丝能够持续燃烧

【解析】【实验复演】红磷燃烧耗尽了集气瓶中的氧气，冷却至室温后，装置内的压强小于外界大气压，打开止水夹后观察到烧杯中的水会进入集气瓶中，约占集气瓶水面以上空气体积的五分之一；磷与氧气反应生成五氧化二磷，该反应的文字表达式：磷+氧气五氧化二磷；【实验分析】实验操作中应注意的问题有：装置气密性要好；红磷要足量；要冷却到室温再打开弹簧夹等；故④是：必须待红磷熄灭并冷却后才能打开止水；【实验改进】(1) 与装置甲相比，装置乙中使用电烙铁可以减小实验误差，其原因是：改进后的装置无需打开瓶塞点燃红磷，避免瓶内空气外逸而而造成实验误差、避免了残留在导管中的水引起的实验误差；(2) 根据本实验数据，空气中氧气的体积分数==20.8%；【实验再思考】硫燃烧虽然消耗了氧气但生成了二氧化硫气体，集气瓶内压强几乎不变；铁丝在空气中不能燃烧，无法消耗氧气；【实验延伸】①化学反应的特征是有新物质生成，能说明铁丝燃烧是化学变化的现象是生成黑色固体；该反应的文字表达式：铁+氧气四氧化三铁；②双氧水和二氧化锰会产生氧气。

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