Question

13．空氣是一種寶貴的自然資源．
（1）已知空氣中各組分的沸點如下表：

組分	氮氣	氧氣	二氧化碳	氬氣	氖氣	氦氣
沸點（℃）	-195.8	-183.0	-78.4	-185.7	-245.9	-268.9

工業上用分離液態空氣的方法得到大量的氧氣．具體操作是：將空氣加壓降溫至-200℃，空氣變成了液態；再升溫，N₂、氬氣氣體先逸出，接下來氧氣逸出．此過程屬于物理（填“物理”或“化學”）變化．
（2）氧氣是空氣中最活潑的組分，許多物質能在氧氣中燃燒，例如木炭、硫磺、鐵絲等．鐵絲在氧氣中燃燒觀察到的現象是火星四射，放出熱量，生成黑色固體，該反應的基本類型是化合反應，在圖1集氣瓶底部放少量的水或沙，目的是防止灼熱的產物使瓶底炸裂．

（3）用圖2所示裝置測定空氣中氧氣的含量，實驗前一定要檢查裝置的氣密性．將紅磷點燃后，放入集氣瓶中，充分反應后等集氣瓶冷卻，打開止水夾，水立即進入集氣瓶中，這是因為紅磷和氧氣反應，裝置內壓強變小，進入集氣瓶的水的體積大約是集氣瓶容積的$\frac{1}{5}$，這是因為空氣中氧氣的體積分數約為21%．

Answer 1

分析 （1）根據空氣各組成氣體的沸點來分析；
（2）根據鐵在氧氣中燃燒的現象、注意事項以及發生的反應分析回答有關的問題．
（3）根據先檢查裝置的氣密性，再裝藥品解答；根據瓶內壓強的變化及空氣中氧氣的體積分數分析．

解答 解：（1）空氣先加壓降溫至-200℃，空氣變成了液態；由液態變成氣態時由于氧氣與氮氣沸點不同，然后升溫沸點低的先汽化溢出，留下的主要是液氧；
（2）鐵絲在氧氣中燃燒的現象是：劇烈燃燒，火星四射、生成一種黑色固體，放出大量的熱，做該實驗時在集氣瓶底部放上少量水或細沙目的是 防止濺落的熔化物炸裂瓶底，鐵在氧氣中燃燒生成了四氧化三鐵，該反應的基本類型是化合反應；
（3）空氣中氧氣含量的測定實驗．按圖組裝儀器，先檢查裝置的氣密性，再裝藥品；將紅磷點燃后，放入集氣瓶中，充分反應后等集氣瓶冷卻，打開止水夾，水立即進入集氣瓶中，這是因為紅磷和氧氣反應，裝置內壓強變小；進入集氣瓶的水的體積大約是集氣瓶容積的$\frac{1}{5}$，這是因為空氣中氧氣的體積分數約為21%．
答案：
（1）N₂、氬氣，物理
（2）火星四射，放出熱量，生成黑色固體；化合；防止灼熱的產物使瓶底炸裂；
（3）氣密性；紅磷和氧氣反應，裝置內壓強變小；空氣中氧氣的體積分數約為21%

點評 本考點考查的是空氣中氧氣含量的探究實驗，根據實驗操作圖，回憶實驗中現象，由實驗中的注意事項，對實驗結果進行評價，從而理解該實驗的探究目的．對實驗結果進行評價，是近幾年中考的重點之一，要好好把握．