Question

【题目】甲、乙、丙三同学在学完了第二单元后，对测定空气中氧气含量的实验非常感兴趣，想探究能否用其它物质来代替红磷完成该实验．他们选取了以下几种物质：铁丝、硫粉、木炭、镁条（镁是一种金属）．凭已有知识他们进行了讨论：

（1）甲同学首先认为不能用铁丝代替红磷．他的理由是________________________。

（2）乙同学认为也不能用硫粉、木炭代替红磷．他的理由是____________________。

（3）对于镁条，三同学凭已有的知识无法判断，他们于是进行了如下的探究：他们用如图所示装置和光亮镁条进行实验，将镁条点燃后迅速放入瓶中燃烧，观察到镁条发出耀眼的白光，有白色粉末状物质产生，冷却后打开止水夹，进入集气瓶中水的体积约占集气瓶容积的70%（实验过程中所有操作都是正确的）冷却后水能进入集气瓶中的原因是_________________；为了让实验取得成功，该同学进行实验时的第一步是____________________ 。

（4）如果镁条只和空气中的氧气反应，则进入集气瓶中水的体积最多超过其容积的五分之一，现进入集气瓶中水的体积约为其容积的，根据空气的组成可推出减少的气体中有氮气．

问题：氮气为什么减少呢？

假设一：氮气与瓶内其它物质反应而减少．

假设二： __________________．

通过以上实验你认为能否用镁条代替红磷测定空气中氧气含量（填：“能”或“不能”）_______________。

（5）已知空气中氧气的体积分数为21%，小兰同学用如图装置进行验证，实验后发现测得的氧气体积分数小于，请你帮她分析造成这种结果的可能原因（至少答一点）：___________________________。

（6）关闭止水夹a、b、c，使过量的红磷和木炭分别在盛有空气的等容积的甲、乙两瓶中同时燃烧，如图所示，试回答：

①燃烧停止并冷却，若打开止水夹a、c后观察到的现象是_____________________；

②若打开止水夹b、c后观察到的现象是__________________________；

③若打开止水夹a、b、c后观察到的现象是______________，原因是_________________________。

Answer 1

【答案】铁丝在空气中不能燃烧 产生的气体占据了消耗掉的氧气的空间，压强不变 消耗了瓶内的氧气，使压强变小, 外界大气压将水压入瓶中 检查装置的气密性 氮气与镁反应而减少 不能 气密性不好 （或红磷量不足，没有冷却到室温就打开止水夹） 水进入左瓶中，进入水的体积约为集气瓶容积的1/5 水不会进入右瓶中 水进入两个集气瓶中 气体总体积减少，压强变小

【解析】

（1）铁丝在空气中不燃烧，铁丝只能在纯净的氧气中燃烧，所以不能用铁丝代替红磷；

（2）乙同学认为也不能用硫粉、木炭代替红磷．他的理由是木炭燃烧消耗氧气，但也同时生成气体二氧化碳，产生的气体二氧化碳占据了消耗掉的氧气的空间，压强不变；

（3）镁在燃烧时消耗了瓶内的气体，使压强变小，外界大气压将水压入瓶中；为了让实验取得成功，得保证装置不漏气，因此该同学进行实验时的第一步应是检查装置的气密性；

（4）占空气体积分数78%的氮气不能溶于水，因此所消耗氮气不会是由于溶解所造成，故可猜想氮气与镁发生反应而被消耗；因为镁条在点燃的条件下可以和氧气以外的气体反应，因此不能用镁条代替红磷测定空气中氧气含量；

（5）实验后发现测得的氧气体积分数小于l/5，造成这种结果的可能原因：气密性不好，使外界空气进入瓶内；红磷的量不足，瓶内氧气没有耗尽；未冷却至室温就打开弹簧夹，使进入瓶内的水的体积减少；

（7）①燃烧停止并冷却，由于左瓶中压强降低，若打开止水夹a、c后，水进入左瓶中，进入水的体积约为集气瓶容积的1/5；

②若打开止水夹b、c后，由于木炭燃烧生成二氧化碳，压强不变，水不会进入右瓶中；

③若打开止水夹a、b、c，由于整个装置中的气体总体积减小，压强变小，因此水进入两个集气瓶中。