Question

甲、乙、丙三同學在學完了第二單元后，對測定空氣中氧氣含量的實驗非常感興趣，想探究能否用其它物質來代替紅磷完成該實驗．他們選取了以下幾種物質：鐵絲、硫粉、木炭、鎂條（鎂是一種金屬）．憑已有知識他們進行了討論：
（1）甲同學首先認為不能用鐵絲代替紅磷．他的理由是

鐵絲在空氣中不能燃燒

．
（2）乙同學認為也不能用硫粉、木炭代替紅磷．他的理由是

產生的氣體占據(jù)了消耗掉的氧氣的空間，壓強不變

．
（3）丙同學在認真思考乙同學的理由后認為，如果要用木炭來代替紅磷而且實驗要獲得成功必須作一點小小的改進，他預先在集氣瓶中裝了一種物質，結果他實驗成功了，你認為他預先在集氣瓶中裝的物質是

氫氧化鈉溶液

．
（4）對于鎂條三同學憑已有的知識無法判斷，他們于是進行了如下的探究：
他們用如圖所示裝置和光亮鎂條進行實驗，將鎂條點燃后迅速放入瓶中燃燒，觀察到鎂條發(fā)出耀眼的白光，有白色粉末狀物質產生，冷卻后打開止水夾，進入集氣瓶中水的體積約占集氣瓶容積的70%（實驗過程中所有操作都是正確的）
（5）冷卻后水能進入集氣瓶中的原因是

消耗了瓶內的氣體，使壓強變小，外界大氣壓將水壓入瓶中

為了讓實驗取得成功，該同學進行實驗時的第一步是

檢查裝置的氣密性

．在進行實驗時，為了使鎂條變得光亮他應進行的操作是

用砂紙打磨

．
（6）如果鎂條只和空氣中的氧氣反應，則進入集氣瓶中水的體積最多超過其容積的五分之一，現(xiàn)進入集氣瓶中水的體積約為其容積的70%，根據(jù)空氣的組成可推出減少的氣體中有氮氣．問題：氮氣為什么減少呢？假設一：氮氣與瓶內其它物質反應而減少．假設二：

氮氣與鎂條反應而減少

．　通過以上實驗你認為能否用鎂條代替紅磷測定空氣中氧氣含量（填：“能”或“不能”）

不能

．
（7）根據(jù)他們的討論和本探究實驗實驗，你認為選擇測定空氣中氧氣含量實驗的藥品應滿足的條件是

能把氧氣反應掉

、

不能與空氣中的其它成分反應

、

不生成新的氣體雜質

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)鐵的性質分析；
（2）根據(jù)硫粉、木炭和氧氣反應生成氣體分析；
（3）根據(jù)碳燃燒后生成物的狀態(tài)分析；
（5）根據(jù)反應的特點結合大氣壓強來解答該題；
（6）根據(jù)空氣組成中78%的為氮氣且不能溶于水，實驗中氣體減少量達70%，因此可推斷應有氮氣參加了鎂條的燃燒反應；
（7）根據(jù)測定氧氣含量實驗所用藥品應該滿足的條件分析．

解答：解：（1）鐵絲在空氣中不燃燒，鐵絲只能在純凈的氧氣中燃燒；
（2）木炭燃燒消耗氧氣，但也同時生成氣體二氧化碳，產生的氣體二氧化碳占據(jù)了消耗掉的氧氣的空間，壓強不變；
（3）測定空氣中氧氣的體積分數(shù)利用的是壓強的改變，所以若把紅磷換成木炭，木炭和氧氣反應又生成二氧化碳，沒有改變集氣瓶內的壓強，達不到實驗目的，可將集氣瓶中放上能吸收二氧化碳的氫氧化鈉溶液，即可達到實驗目的；
（5）鎂在燃燒時消耗了瓶內的氣體，使壓強變小，外界大氣壓將水壓入瓶中；為了讓實驗取得成功，得保證裝置不漏氣，因此該同學進行實驗時的第一步應是檢查裝置的氣密性；在進行實驗時，為了使鎂條變得光亮應用砂紙打磨；
（6）占空氣體積分數(shù)78%的氮氣不能溶于水，因此所消耗氮氣不會是由于溶解所造成，故可猜想氮氣與鎂條發(fā)生反應而被消耗；因為鎂條在點燃的條件下可以和氧氣以外的氣體反應，因此不能用鎂條代替紅磷測定空氣中氧氣含量；
（7）測定空氣中氧氣含量”實驗所用的藥品需要滿足的條件是：要把氧氣反應掉，而不能與空氣中的其它成分反應，不生成新的氣體雜質．
故答案為：（1）鐵絲在空氣中不能燃燒；
（2）產生的氣體占據(jù)了消耗掉的氧氣的空間，壓強不變；
（3）氫氧化鈉溶液；
（5）消耗了瓶內的氣體，使壓強變小，外界大氣壓將水壓入瓶中；檢查裝置的氣密性；用砂紙打磨；
（6）氮氣與鎂條反應而減少；不能；
（7）能把氧氣反應掉；不能與空氣中的其它成分反應；不生成新的氣體雜質．

點評：本考點考查的是空氣中氧氣含量的探究實驗，是考試的主要考點之一．本題主要考查了若用木炭、鎂條等代替紅磷是否可行，并對此進行分析，從而總結出實驗藥品選擇的條件，難度不大．