Question

某化学兴趣小组的同学对空气中氧气含量的测定实验进行探究．

（1）如上图所示装置和药品进行实验，可观察到的现象是：

 

，打开止水夹后看到

 

．
（2）小明同学认为可用木炭代替红磷测定空气中氧气的含量，小丽同学认为不可以，其原因是

 

．
（3）小芳同学用镁条代替红磷来测定空气中氧气的含量．结果却发现倒吸的水量远远超过集气瓶的1/5．小组内同学帮她仔细检查，发现装置的气密性及操作步骤均无问题．你认为造成此现象的原因可能是

 

．
（4）小组内同学反思上述实验的探究过程后认为：用燃烧法测定空气中氧气含量的实验时，在药品的选择或生成物的要求上应考虑的是

 

．
（5）小组内同学还对该实验进行了如下改进．（已知试管容积为 45mL）．
实验的操作步骤如下：①点燃酒精灯．②撤去酒精灯，待试管冷却后松开弹簧夹．③将少量红磷平装入试管中，将20mL的注射器活塞置于10mL刻度处，并按上图中所示的连接方式固定好，再将弹簧夹紧橡皮管．④读取注射器活塞的数据．
你认为正确的实验操作顺序是

 

（填序号）．注射器活塞将从10mL刻度处慢慢前移到约为

 

mL刻度处才停止．

Answer 1

分析：（一）本题设计很有梯度，后面的问题在前面的问题的铺垫下稍加思考总结都能够形成结论．实验改进时建立在实验原理之上的，本实验的原理是借助对空气中氧气（也可以是氮气，不过初中没有相关反应）的消耗引起装置内压强的改进，从而使外界便于测定体积的液体进入装置内．也就是为了保证结果的精确，加入的物质需要满足能够和空气中的低浓度的氧气反应，生成的产物不能使气体，这样就可以满足替代的要求．
（二）木炭对应产物是二氧化碳和一氧化碳，而镁条不仅仅能够与氧气反应，而且还能和氮气反应，这样就导致不能得到相应的结论．
（三）而对应用注射器进行的实验改进，相对先前的实验，数据更容易获取，因为注射器有精确的刻度．但是也有难度：怎么样减少因为注射器活塞的摩擦造成的误差．

解答：解：
（一）实验改进时建立在实验原理之上的，本实验的原理是借助对空气中氧气（也可以是氮气，不过初中没有相关反应）的消耗引起装置内压强的改进，从而使外界便于测定体积的液体进入装置内．也就是为了保证结果的精确，加入的物质需要满足能够和空气中的低浓度的氧气反应，生成的产物不能使气体，这样就可以满足替代的要求．
（二）木炭对应产物是二氧化碳和一氧化碳，所以用木炭代替红磷是不会得到对应的结果的．而镁条不仅仅能够与氧气反应，而且还能和氮气反应，这样就造成进入液体的体积远远超过

1

5

（分析时一定要注意对反应条件中气密性等已经说明的良好，否则很容易就理解为气密性或者药品的量等原因）．
（三）而对应用注射器进行的实验改进，相对先前的实验，数据更容易获取，因为注射器有精确的刻度．计算部分要注意反应消耗掉的是试管内的氧气，不包含注射器内的部分，所以消耗氧气是45的

1

5

，即9mL，所以注射器活塞应该向左滑动到“1”．（但是也有难度：怎么样减少因为注射器活塞的摩擦造成的误差．）
故答案：
（1）红磷燃烧放出大量白烟，同时释放出大量的热；当冷却到室温后打开止水夹，水倒流入容器约容器容积的

1

5

．
（2）木炭燃烧生成气体二氧化碳和一氧化碳，不引起装置内压强的改变，水不会倒流进入瓶内（回答时可以不提一氧化碳）
（3）镁条和空气中其他成分也发生了反应
（4）本身是固体，能够和空气中氧气或者氮气单一物质反应，且生成物不是气体
（5）③①②④，1

点评：注意尤其是注射器类似的本身内部有气体的可能的干扰就是要强调对题意的准确把握．