Question

某化学兴趣小组的同学对空气中氧气含量的测定实验进行探究．

（1）如上图所示装置和药品进行实验，可观察到的现象是：    ，打开止水夹后看到    ．
（2）小明同学认为可用木炭代替红磷测定空气中氧气的含量，小丽同学认为不可以，其原因是    ．
（3）小芳同学用镁条代替红磷来测定空气中氧气的含量．结果却发现倒吸的水量远远超过集气瓶的1/5．小组内同学帮她仔细检查，发现装置的气密性及操作步骤均无问题．你认为造成此现象的原因可能是    ．
（4）小组内同学反思上述实验的探究过程后认为：用燃烧法测定空气中氧气含量的实验时，在药品的选择或生成物的要求上应考虑的是    ．
（5）小组内同学还对该实验进行了如下改进．（已知试管容积为 45mL）．
实验的操作步骤如下：①点燃酒精灯．②撤去酒精灯，待试管冷却后松开弹簧夹．③将少量红磷平装入试管中，将20mL的注射器活塞置于10mL刻度处，并按上图中所示的连接方式固定好，再将弹簧夹紧橡皮管．④读取注射器活塞的数据．
你认为正确的实验操作顺序是    （填序号）．注射器活塞将从10mL刻度处慢慢前移到约为    mL刻度处才停止．

Answer

（一）本题设计很有梯度，后面的问题在前面的问题的铺垫下稍加思考总结都能够形成结论．实验改进时建立在实验原理之上的，本实验的原理是借助对空气中氧气（也可以是氮气，不过初中没有相关反应）的消耗引起装置内压强的改进，从而使外界便于测定体积的液体进入装置内．也就是为了保证结果的精确，加入的物质需要满足能够和空气中的低浓度的氧气反应，生成的产物不能使气体，这样就可以满足替代的要求．
（二）木炭对应产物是二氧化碳和一氧化碳，而镁条不仅仅能够与氧气反应，而且还能和氮气反应，这样就导致不能得到相应的结论．
（三）而对应用注射器进行的实验改进，相对先前的实验，数据更容易获取，因为注射器有精确的刻度．但是也有难度：怎么样减少因为注射器活塞的摩擦造成的误差．
【解析】

（一）实验改进时建立在实验原理之上的，本实验的原理是借助对空气中氧气（也可以是氮气，不过初中没有相关反应）的消耗引起装置内压强的改进，从而使外界便于测定体积的液体进入装置内．也就是为了保证结果的精确，加入的物质需要满足能够和空气中的低浓度的氧气反应，生成的产物不能使气体，这样就可以满足替代的要求．
（二）木炭对应产物是二氧化碳和一氧化碳，所以用木炭代替红磷是不会得到对应的结果的．而镁条不仅仅能够与氧气反应，而且还能和氮气反应，这样就造成进入液体的体积远远超过（分析时一定要注意对反应条件中气密性等已经说明的良好，否则很容易就理解为气密性或者药品的量等原因）．
（三）而对应用注射器进行的实验改进，相对先前的实验，数据更容易获取，因为注射器有精确的刻度．计算部分要注意反应消耗掉的是试管内的氧气，不包含注射器内的部分，所以消耗氧气是45的，即9mL，所以注射器活塞应该向左滑动到“1”．（但是也有难度：怎么样减少因为注射器活塞的摩擦造成的误差．）
故答案：
（1）红磷燃烧放出大量白烟，同时释放出大量的热；当冷却到室温后打开止水夹，水倒流入容器约容器容积的 ．
（2）木炭燃烧生成气体二氧化碳和一氧化碳，不引起装置内压强的改变，水不会倒流进入瓶内（回答时可以不提一氧化碳）
（3）镁条和空气中其他成分也发生了反应
（4）本身是固体，能够和空气中氧气或者氮气单一物质反应，且生成物不是气体
（5）③①②④，1