Question

某研究性学习小组在进行“利用燃碳法测定空气中氧气的休积分数”的实验时(装置如图甲所示)，发现一个现象:氢氧化钠溶液(易吸收二氧化碳而不吸收一 氧化碳) 吸收生成的二氧化碳后，进入集气瓶中水的体积分数仍然小于1/5。

（1）教材中利用燃烧红磷法测定空气中氧气的体积分数，选择该药品的原因是:_________________、________________。

（2）[提出问题]测量不准确的原因是什么呢?

[猜想与假设]他们分别作出如下猜想:

甲同学:可能是木炭的量过少;

乙同学:可能是木炭足量，但其燃烧没有消耗完集气瓶中的氧气;

丙同学:可能是木炭燃烧生成了一氧化碳。

小组同学发现实验结束后，燃烧匙中还残留有黑色固体，因此他们都认为甲同学的猜想不合理。

[查阅资料]木炭、棉花和蜡烛在密闭容器内燃烧停止后，残留氧气的体积分数分别高达 14. 0%、8. 0%和16. 0%。

乙同学根据如图所示装置设计了如下实验，请你填写下表:

实验步骤	实验现象	实验结论
将足量木炭点燃，迅速插入集气瓶中	木炭先继续燃烧，一段时间后熄灭	木炭燃烧没有消耗完集气瓶中的氧气
待集气瓶冷却后，将燃着的____________，(填“棉花”或“蜡烛”)再伸入该集气瓶中	_______________。

[交流与反思]请写出木炭不完全燃烧的化学方程式:________________。

（3）木炭熄灭后，乙同学选择可燃物的依据是_____________________。

（4）丙同学使用一氧化碳浓度传感器测得木炭、蜡烛分别在密闭集气瓶里燃烧停止后瓶内一氧化碳的浓度变化曲线如乙图。根据此曲线图分析用上述装置不能准确测出氧气体积分数的原因___________________。

（5）在实际实验过程中，有部分燃碳法实验测定的空气中氧气的体积分数可以达到20%，推测造成这一现象的原因:__________________。

Answer

只能与空气中氧气反应 生成物为固体 棉花 棉花继续燃烧，一段时间后熄灭 三种物质燃烧时需要的氧气最低浓度大小依次为蜡烛＞木炭＞棉花 含碳物质在密闭容器中还生成一氧化碳，不能被氢氧化钠溶液吸收 伸入燃烧匙后没有立即塞进瓶塞，造成气体外逸

【解析】

（1）利用燃烧红磷法测定空气中氧气体积分数，红磷只与空气中的氧气反应且生成物五氧化二磷是固体，不然消耗了氧气，再生成其它气体，那么进入集气瓶中水的体积就不能准确体现氧气的体积了；故填：红磷只能与空气中的氧气反应，生成物为固体；

(2)根据资料：木炭、棉花和蜡烛在密闭容器内燃烧停止后，残留氧气的体积分数分别高达 14. 0%、8. 0%和16. 0%，氧气深度低于16%时蜡烛不能燃烧，木炭熄灭后，氧气浓度14%不足以支持蜡烛燃烧，而棉花燃烧熄灭后氧气浓度为8%，故氧气可以在木炭燃烧后的空气中继续燃烧一段时间，当氧气浓度约为8%时熄灭；

木炭不完全燃烧生成一氧化碳，化学方程式为：；

（3）三种物质燃烧时需要的氧气最低浓度大小依次为蜡烛＞木炭＞棉花，木炭熄灭，氧气浓度小于蜡烛燃烧需要的最低浓度，氧气浓度大于棉花燃烧需要的氧气最低浓度，故选棉花；

（4）木炭完全燃烧生成二氧化碳，不完全燃烧生成一氧化碳，一氧化碳不能被氢氧化钠溶液吸收；

（5）在实际的实验过程中不少的燃碳法实验测定空气中氧气的体积分数可以达到，推测造成这一现象的原因是伸入燃烧匙后没有立即塞进瓶塞，造成气体外逸。 答案： （1）只能与空气中氧气反应；生成物为固体。

(2)棉花；棉花继续燃烧，一段时间后熄灭；；

（3）三种物质燃烧时需要的氧气最低浓度大小依次为蜡烛＞木炭＞棉花；

（4）含碳物质在密闭容器中燃烧还生成一氧化碳，一氧化碳不能被氢氧化钠溶液吸收；

（5）伸入燃烧匙后没有立即塞进瓶塞，造成气体外逸。