Question

【题目】某兴趣小组开展“测定密闭容器中某种气体的体积分数”的探究实验。

（实验步骤）

实验1：按图1所示装置，用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的体积分数。

实验2：按图2所示装置，在集气瓶内壁用水均匀涂附铁粉除氧剂(其中辅助成分不干扰实验)，利用铁锈蚀原理测定空气中氧气的体积分数。

（实验现象）

实验1中，红磷燃烧的主要现象是_____；红磷熄灭后，集气瓶冷却至室温，打开K，水能倒吸入集气瓶的原因是____，若发现进入装置中的水少于五分之一，可能的原因是____。

（分析实验）

(1)连接数字传感器，测得实验1、实验2中氧气的体积分数随时间变化的关系分别如图3、图4所示。依据图3，图4信息，___(填“实验1”或“实验2”)的测定方法更准确，判断依据是___。

(2)结合你的学习经验，若要寻找红磷或铁粉除氧剂的替代物，用图1或图2装置测定空气中氧气的体积分数，该替代物应满足的条件是______、______(写两点)。

（拓展延伸）分别用红磷(曲线①)和白磷(曲线②)燃烧测定密闭容器中氧气的含量，实验过程中用氧气传感器测得的密闭容器内氧气浓度如图所示：

(3)根据曲线分析，红磷与白磷，哪个消耗氧气的能力更强，并说明原因__________。

(4)实验结束后，小明得出结论，只要有氧气参加，红磷和白磷就能继续燃烧，请分析该结论是否正确，并说明原因_______。

Answer 1

【答案】产生大量白烟，放热 红磷燃烧，消耗了氧气，瓶内压强减小，小于外界气压，所以水会回流 装置漏气或红磷的量少或未冷却到室温，便打开止水夹 实验2 反应后，实验1集气瓶内剩余氧气体积分数是8.6%，实验2集气瓶内氧气几乎要耗尽 药品只与空气中的氧气反应 生成物不能是气体 白磷，由图可知，白磷在密闭容器中燃烧结束后剩余氧气浓度小于红磷燃烧后的氧气浓度 不正确，在氧气含量低至5.1%时，红磷和白磷都不能继续燃烧

【解析】

[实验现象]实验1中，红磷燃烧的主要现象是：产生了大量的白烟，放热。红磷熄灭后，集气瓶冷却至室温，打开K，水能倒吸入集气瓶的原因是：氧气被消耗，集气瓶内气体压强小于大气压。若发现进入装置中的水少于五分之一，可能的原因有装置漏气或红磷的量少或未冷却到室温，便打开止水夹等。

故填：产生大量白烟，放热；红磷燃烧，消耗了氧气，瓶内压强减小，小于外界气压，所以水会回流；装置漏气或红磷的量少或未冷却到室温，便打开止水夹。

[分析实验]
（1）实验过程中，连接数字传感器，测得实验1、实验2中氧气的体积分数随时间变化的关系分别如图3、图4所示。依据图3，图4信息可知，实验2测定方法更准确，判断依据是：反应后，实验1集气瓶内剩余氧气的体积分是8.6%，实验2集气瓶内氧气几乎要耗尽。

故填：实验2；反应后，实验1集气瓶内剩余氧气体积分数是8.6%，实验2集气瓶内氧气几乎要耗尽。
（2）用图1或图2装置测定空气中氧气的体积分数，该替代物应满足的条件是药品只与空气中的氧气反应，生成物不是气体。

故填：药品只与空气中的氧气反应；生成物不能是气体。

(3)根据曲线分析，红磷与白磷，白磷消耗氧气的能力更强，因为白磷在密闭容器中燃烧结束后剩余氧气浓度小于红磷燃烧后的氧气浓度，故白磷消耗氧气的能力更强。

故填：白磷，由图可知，白磷在密闭容器中燃烧结束后剩余氧气浓度小于红磷燃烧后的氧气浓度。

（4）分析曲线②可知，在氧气含量低至5.1%时，红磷和白磷都不能继续燃烧，所以小明的结论不正确。

故填：不正确，在氧气含量低至5.1%时，红磷和白磷都不能继续燃烧。