Question

【題目】在“空氣中氧氣含量的測定”實驗探究中，甲同學設計了如下實驗方案：
（1）在燃燒匙內盛過量紅磷，點燃后立即插入集氣瓶內，塞緊橡皮塞，待紅磷火焰熄滅，集氣瓶冷卻至室溫，打開鐵夾，水注入集氣瓶。（實驗裝置如圖所示）回答下列問題實驗過程中，觀察到的主要現象是 ， 反應的符號表達式是。通過該實驗還能得出氮氣的性質。
（2）某學習小組的同學對甲同學的實驗方案開展進一步探究：[提出問題]
①可用于“空氣中氧氣含量測定實驗”的藥品只能是紅磷嗎?什么樣的藥品可以作為該實驗的反應物?
②可用于“空氣中氧氣含量測定實驗”的裝置除了課本中提及的，還有其它裝置嗎?
③改進裝置和藥品，能使一些在一般條件下不能用于測定空氣含量的物質也能測定氧氣的含量嗎?
[作出猜想]猜想1 一定還可用其它的物質測定空氣中氧氣含量，如鎂條。
猜想2 可用于“空氣中氧氣含量測定實驗”的裝置不止這一種，但都須滿足一定的條件。
[查閱資料] 劉小源同學查閱資料獲知：(1)“鎂在空氣中燃燒不僅與氧氣反應，還與氮氣和二氧化碳反應”；⑵鐵絲在潮濕的空氣中會生銹；(3)“引火鐵”(極細的鐵粉)是一種準納米材料，這種鐵粉具有很高的反應活性，它在空氣中受熱很容易燃燒；(4)白磷與紅磷的化學性質有相似之處，白磷在40℃左右便能燃燒，紅磷在240℃才能燃燒。
[分析論證]劉小源同學覺得如果用蠟燭、硫粉、木炭在空氣中燃燒做此實驗將產生很大誤差，理由是。李雨欣同學覺得用鐵絲也不行，理由是。
根據劉小源同學查閱的資料，若用鎂條代替紅磷，測得的氧氣的體積含量應該(填“大于”或“小于”“等于”)空氣體積的1/5。
[得出結論]根據劉小源同學查閱的資料及上述分析，請歸納：在測定空氣中氧氣含量的實驗中，應考慮所用藥品和生成物應滿足以下的條件：
①在加熱點燃等條件下可以與氧氣反應，
② ， ③。
[反思改進]李雨欣同學根據查閱到的不同裝置，結合劉小源同學查閱的資料與分析，設計了如下實驗方案(包括裝置及藥品)：其中，不適宜在較短時間內測得空氣中氧氣含量的一種方案是（填字母序號），理由是。在其余的五種實驗方案中，有一個裝置可能因為空氣受熱體積膨脹導致裝置損壞或氣體外逸，該裝置是（填字母序號）。其余改進方案共同的優點是：。

Answer 1

【答案】
（1）紅磷燃燒產生大量白煙,放出熱量,,難溶于水不能燃燒也不支持燃燒。
（2）消耗氧氣,但產生新的氣體,無壓強差,鐵絲在空氣中不能燃燒,大于,只與O2反應,生成物最好是固體,不能是氣體,E,鐵生銹是緩慢氧化的過程,F,容器內點燃的白磷減少了空氣污染
【解析】（1）紅磷燃燒產生大量白煙，放出熱量，反應物為磷和氧氣，生成物為五氧化二磷；通過該反應還可以得出氮氣不支持燃燒本身也不燃燒，不溶于水的性質；
（2）用蠟燭、硫粉、木炭在空氣中燃燒做此實驗時因生成物都有氣體，壓強沒有明顯變化，所以會產生很大誤差；鐵絲在空氣中不能燃燒，所以也不能替代磷；因鎂除與氧氣反應外，還可與氮氣和二氧化碳反應，所以若用鎂代替紅磷，會使測得結果大于五分之一；綜上分析可知，在測定空氣中氧氣含量的實驗中，應考慮所用藥品和生成物只與氧氣反應，且不能有氣體生成；因鐵生銹屬于緩慢氧化，所以用E測得空氣中氧氣含量時不適宜較短時間；F裝置中磷燃燒時放出大量熱，容易導致裝置損壞或氣體外逸；其他改進實驗裝置始終密閉，減少空氣污染。