Question

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（填编号）

B

为了充分消耗容器中的氧气，药品的用量应保证

足量

．
A．蜡烛      B．红磷      C．硫粉
（2）小组同学共同设计了如图的两套装置，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

先检验装置的气密性

．
【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

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

不能燃烧也不支持燃烧

．
【实验拓展】
（4）小组的同学做完实验后又尝试用木炭重新做了以上实验，发现水几乎没有进入集气瓶．经讨论，小组的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（答一条）

只能消耗氧气，生成物常温下不能为气体

．
（5）某校研究性学习小组用右下图装置进行镁条在空气中燃烧的实验，燃烧、冷却后打开止水夹，进入集气瓶中水的体积约占集气瓶体积的70%．
①如图A仪器的名称是

烧杯

，燃烧、冷却后打开止水夹，水能进入集气瓶的原因是

气体被消耗后压强变小，水倒吸

．
②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不超过其容积的

21

%．现进入集气瓶中水的体积约为其容积的70%，根据空气的组成可推出减少的气体中有氮气．
【发现问题】氮气是怎样减少的呢？
【假设一】氮气与镁条反应而减少．
【假设二】

二氧化碳与镁条反应减少或水与镁条反应减少

．
【查阅资料】镁条在氮气中能燃烧，产物为氮化镁固体．
该反应的文字表达式

镁+氮气

点燃

氮化镁

．
镁条还可以在二氧化碳气体中燃烧生成碳和氧化镁，该反应文字表达式为

镁+二氧化碳

点燃

碳+氧化镁

．

Answer 1

分析：（1）根据三种药品燃烧的生成物考虑；药品如果少量消耗不完氧气的结果考虑；（2）根据燃烧匙的位置不同导致的结果考虑；根据实验开始前的注意事项考虑；（3）根据实验现象考虑实验结论和剩余气体的性质；（4）根据实验原理来考虑对药品的选择方法；（5）①熟记常见仪器的名称；根据磷燃烧消耗的氧气来考虑②根据氧气的体积分数和与镁条反应的现象考虑，还需结合文字表达式的写法考虑．

解答：故答案为：（1）由于蜡烛燃烧生成二氧化碳和水，虽然消耗了氧气但生成二氧化碳，压强基本保持不变，所以蜡烛不变，硫粉燃烧虽然消耗了氧气，但生成二氧化硫气体，压强也保持不变，所以硫粉不行，磷燃烧生成五氧化二磷属于固体，瓶内气体压强减小，所以红磷可以；
（2）燃烧匙的位置太靠上不利于磷的燃烧，且磷燃烧时放出大量的热，容易将瓶塞鼓开，如果装置漏气会导致瓶内外压强相等，水不会进入瓶内，会进入瓶内的水少；
（3）根据图表中实验的数据可知氧气约占空气体积的

1

5

，由于磷燃烧消耗了氧气，所以说明剩余气体不具有可燃性，又因为水被压入瓶内后，剩余气体并没有溶到水中，所以剩余气体难溶于水；
（4）该实验的原理是消耗氧气，使瓶内气体压强减少，在外界大气压的作用下水被压入瓶内，所以可燃物只能与空气中氧气反应，即只消耗氧气，生成物常温下不能为气体，这样才能导致瓶内压强减小；
（5）①由于磷燃烧消耗氧气生成五氧化二磷固体，使瓶内气体压强减小，小于外界大气压，水被压入瓶内；
②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只能是与氧气的体积相同，而空气中氧气的体积分数为21%，所以进入集气瓶中水的体积最多不超过其容积的21%；要假设镁条与它所接触的物质反应使镁条减少，例如与二氧化碳反应，与水反应等；
文字表达式的写法是反应物写在箭头的左边，生成物写在箭头的右边，反应物和生成物不仅一种时要用加号连接，反应条件写在箭头的上边．  
故答案为：（1）B；足量（2）A，先检验装置的气密性（3）

1

5

，难溶于水，不能燃烧也不支持燃烧（4）只能消耗氧气，生成物常温下不能为气体（5）烧杯；气体被消耗后压强变小，水倒吸；21；二氧化碳与镁条反应减少或水与镁条反应减少等；镁+氮气

点燃

氮化镁、镁+二氧化碳

点燃

碳+氧化镁．

点评：通过回答本题知道了空气中氧气的含量测定实验的注意事项，并能推测出剩余气体的性质，同时练习了文字表达式的写法．