Question

在老師的指導下，同學們進行了有趣的化學實驗探究：
一、測定空氣中氧氣含量
圖1所示的是小亮同學用紅磷在空氣中燃燒的測定方法．過程是：
第1步：將集氣瓶容積劃分為五等份，并做好標記．
第2步：點燃燃燒匙內的紅磷，伸入集氣瓶中并把塞子塞緊．
第3步：待紅磷熄滅并冷卻后，打開彈簧夾，發現水被吸入集氣瓶中，進入集氣瓶中水的體積約為集氣瓶總容積的

1

5

．請回答下列問題：

①第2步紅磷燃燒時的現象

 

，化學反應表達式

 

．
②實驗完畢，若進入集氣瓶中水的體積不到總容積的1/5，你認為導致這一結果的原因可能是

 

．
A、集氣瓶底部的水占了一部分體積
B、紅磷過少
C、紅磷沒有燃燒完就急著打開了止水夾
③小博同學對實驗進行反思后，提出了改進方法（如圖2所示），小博在正式開始實驗前，夾緊彈簧夾，將注射器活塞從20mL刻度處推至15mL處，然后松開活塞，觀察到活塞返回至20mL刻度處．該操作的主要目的是

 

，你認為改進后的優點是

 

．
二、小余閱讀課外資料得知：雙氧水分解除了用二氧化錳（MnO₂）還可用氧化銅（CuO）等物質作催化劑，于是他對氧化銅產生了探究興趣．
【提出問題】氧化銅是否也能作氯酸鉀分解的催化劑？它是否比二氧化錳催化效果更好？
【設計實驗】小余以生成等體積的氧氣為標準，設計了下列三組實驗（其它可能影響實驗的因素均忽略） 

實驗序號	氯酸鉀質量	其他物質質量	待測數據
①	1.2g	/
②	1.2g	CuO  0.5g
③	1.2g	MnO2 0.5g

①上述實驗應測 量的“待測數據”是

 

．
②若實驗②比實驗①的“待測數據”更

 

（填“大”或“小”），說明氧化銅能加快氯酸鉀的分解．
③將實驗②反應剩余的固體取出后經洗滌、干燥，再次精確稱量得到0.5g黑色粉末，這樣做的目的是

 

，小余同學認為氧化銅肯定是氯酸鉀分解的催化劑，但小淳同學對此提出了異議，小淳同學設計了如下實驗：將第二次精確稱量得到的0.5g黑色粉末和1.2g氯酸鉀混合放入試管中，加熱，伸入帶火星木條，發現木條很快復燃．小淳同學這樣做目的是

 

，
【預期結論】氧化銅也能作氯酸鉀的催化劑．
【評價設計】你認為小余設計實驗③和實驗②對比的目的是

 

； 寫出實驗②反應的表達式

 

．
三、有趣的改進實驗
①小晴同學學了分子性質這節內容后，改進了書本上 探究分子運動的實驗．小晴同學找來廢棄的醫療用品--微型Y 形管，設計如圖1所示實驗，

她進行該實驗是為了探究

 

，實驗過程中能看到的現象是

 

，小晴同學設計的實驗優點

 

．
 ②利用如圖裝置進行“硫燃燒”的實驗：用氣卿（能不斷鼓入空氣的裝置）不斷地向彎型具支試管中鼓入空氣，同時用酒精燈給硫粉加熱至燃燒，移去酒精燈，可觀察到微弱的淡藍色火焰；然后停止鼓入空氣，再用酒精燈給高錳酸鉀加熱，使硫在純氧中繼續燃燒，觀察到

 

火焰．

寫出實驗中硫磺燃燒的化學反應表達式：

 

．該實驗裝置的主要優點是在消除有害氣體對環境污染的前提下有利于

 

．你推斷燒杯中的氫氧化鈉溶液的作用是

 

．

Answer 1

分析：本題是測定氧氣在空氣中的體積分數的實驗探究，要把空氣中的氧氣消耗掉，在本實驗中用的是紅磷，要使本實驗成功，必須注意以下幾點：①裝置的氣密性好；②白磷足量；③必須冷卻到室溫再讀數．還要注意紅磷在空氣中燃燒的現象：發黃光、放出熱量、冒出大量的白煙．小博操作的主要目的是檢驗裝置氣密性；改進后的優點是：沒有白煙進入空氣，環�；虿粫�有空氣溢出，測量精確或直接讀數，測量精確．由實驗數據可知：上述實驗應測量的“待測數據”是：時間或收集一定體積氧氣所需時間；若實驗②比實驗①的“待測數據”更小，說明氧化銅能加快氯酸鉀的分解；將實驗②反應剩余的固體取出后經洗滌、干燥，再次精確稱量得到0.5g黑色粉末，這樣做的目的是驗證氧化銅質量不變；小淳同學這樣做目的是：驗證氧化銅化學性質不變；小余設計實驗③和實驗②對比的目的是：比較氧化銅和二氧化錳的催化效果；氯酸鉀在氧化銅做催化劑和加熱的條件下生成氯化鉀和氧氣．小晴同學的實驗是為了探究分子不斷運動；實驗過程中能看到的現象是左側酚酞變紅，小晴同學設計的實驗優點是沒有刺激性氣味進入空氣，環保；硫在純氧中燃燒的現象是：發出明亮的藍紫色火焰，放熱，生成有刺激性氣味的氣體；硫和氧氣在點燃的條件下生成二氧化硫，該實驗裝置的主要優點是在消除有害氣體對環境污染的前提下有利于對照硫在空氣和氧氣中燃燒或一套裝置完成2個相關實驗；氫氧化鈉溶液溶液吸收二氧化硫，防止污染．

解答：解：一、紅磷在空氣中燃燒的現象：發黃光、放出熱量、冒出大量的白煙；要使本實驗成功，必須注意以下幾點：①裝置的氣密性好；②白磷足量；③必須冷卻到室溫再讀數；小博操作的主要目的是檢驗裝置氣密性；改進后的優點是：沒有白煙進入空氣，環保或不會有空氣溢出，測量精確或直接讀數，測量精確；故答案為：①發黃光、放出熱量、冒出大量的白煙；P+O₂

點燃

P₂O₅；②BC；③檢驗裝置氣密性；沒有白煙進入空氣，環保（不會有空氣溢出，測量精確或直接讀數，測量精確）
二、由實驗數據可知：上述實驗應測量的“待測數據”是：時間或收集一定體積氧氣所需時間；若實驗②比實驗①的“待測數據”更小，說明氧化銅能加快氯酸鉀的分解；將實驗②反應剩余的固體取出后經洗滌、干燥，再次精確稱量得到0.5g黑色粉末，這樣做的目的是驗證氧化銅質量不變；小淳同學這樣做目的是：驗證氧化銅化學性質不變；小余設計實驗③和實驗②對比的目的是：比較氧化銅和二氧化錳的催化效果；氯酸鉀在氧化銅做催化劑和加熱的條件下生成氯化鉀和氧氣；故答案為：①時間（收集一定體積氧氣所需時間）；②小；③驗證氧化銅質量不變或驗證氧化銅化學性質不變；比較氧化銅和二氧化錳的催化效果；KClO₃

CuO

加熱

KCl+O₂
 三、小晴同學的實驗是為了探究分子不斷運動；實驗過程中能看到的現象是左側酚酞變紅，小晴同學設計的實驗優點是沒有刺激性氣味進入空氣，環保；硫在純氧中燃燒的現象是：發出明亮的藍紫色火焰，放熱，生成有刺激性氣味的氣體；硫和氧氣在點燃的條件下生成二氧化硫，該實驗裝置的主要優點是在消除有害氣體對環境污染的前提下有利于對照硫在空氣和氧氣中燃燒或一套裝置完成2個相關實驗；氫氧化鈉溶液溶液吸收二氧化硫，防止污染；故答案為：①分子不斷運動；左側酚酞變紅；沒有刺激性氣味進入空氣，環保（藥品用量少）；②藍紫色；S+O₂

點燃

SO₂；對照硫在空氣和氧氣中燃燒（一套裝置完成2個相關實驗）；吸收二氧化硫，

點評：本考點考查了測定氧氣在空氣中的體積分數、分子的性質和符號表達式的書寫等，屬于實驗方法和過程的探究．這類探究實驗中要注意以下幾點：①裝置的嚴密性②所用藥品的量③生成物的狀態④讀數時要冷卻到原溫度等．要具體問題具體分析，根據設計的步驟中不同的現象去思考，從而得出正確的結論．本考點經常出現在選擇題、填空題和實驗題中．