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6. 实验探究是化学核心素养中科学思维的内容，请根据下图中的实验探究回答问题。
(1)图1是测定空气中氧气含量实验的改进装置。主要操作是:在实际容积为150 mL的集气瓶里,先装进50 mL的水,再按图所示连好仪器,按下玻璃棒,白磷立即被点燃。
①白磷从燃烧到熄灭、冷却的过程中,瓶内水面的变化是
②集气瓶里预先装进50 mL水,除能加快集气瓶冷却,还可以
(2)小林按图2进行实验时,集气瓶炸裂了,可能的原因是
(3)小芳同学按图2进行实验时,发现铁丝没有“剧烈燃烧”,可能的原因是
(1)图1是测定空气中氧气含量实验的改进装置。主要操作是:在实际容积为150 mL的集气瓶里,先装进50 mL的水,再按图所示连好仪器,按下玻璃棒,白磷立即被点燃。
①白磷从燃烧到熄灭、冷却的过程中,瓶内水面的变化是
先下降后上升
。若实验非常成功,最终集气瓶中水的体积约为70
mL。②集气瓶里预先装进50 mL水,除能加快集气瓶冷却,还可以
吸收燃烧产生的白烟
(写一点)。(2)小林按图2进行实验时,集气瓶炸裂了,可能的原因是
集气瓶底部没有放水或细沙
。(3)小芳同学按图2进行实验时,发现铁丝没有“剧烈燃烧”,可能的原因是
没有用砂纸打磨铁丝(或其他正确答案)
。答案
6. (1) ①先下降后上升 70
②吸收燃烧产生的白烟
(2) 集气瓶底部没有放水或细沙
(3) 没有用砂纸打磨铁丝(或其他正确答案)
②吸收燃烧产生的白烟
(2) 集气瓶底部没有放水或细沙
(3) 没有用砂纸打磨铁丝(或其他正确答案)
解析
【分析】
首先分析图1的实验：白磷燃烧放热，使瓶内气体受热膨胀，压强增大，瓶内水面先下降；燃烧结束后温度降低，氧气被消耗，瓶内压强减小，水面上升。集气瓶容积150mL，先装50mL水，空气体积为100mL，氧气约占空气体积的1/5，消耗氧气20mL，最终水体积为70mL。集气瓶内的水还能吸收白磷燃烧产生的白烟，防止污染。
对于图2的实验：铁丝在氧气中燃烧时，高温熔融物掉落会炸裂集气瓶，瓶底需放水或细沙；铁丝未剧烈燃烧，可能是铁丝表面有铁锈未打磨，或氧气不纯等原因。
【解析】
(1) ①白磷燃烧时放热，瓶内气体受热膨胀，压强增大，导致瓶内水面下降；燃烧结束后，温度冷却至室温，白磷消耗了集气瓶内的氧气，瓶内压强减小，外界大气压将烧杯中的水压入集气瓶，水面上升。集气瓶内空气体积为150mL-50mL=100mL，氧气约占空气体积的1/5，即消耗氧气20mL，因此最终集气瓶中水的体积为50mL+20mL=70mL。
②白磷燃烧生成的五氧化二磷是有毒白烟，集气瓶内的水可以吸收这些白烟，防止其逸出污染空气。
(2) 铁丝在氧气中燃烧产生的高温熔融物若直接掉落至集气瓶底部，会使瓶底受热不均而炸裂，因此集气瓶底部需预先放水或铺细沙，若未这样操作，集气瓶会炸裂。
(3) 铁丝表面的铁锈会阻碍铁丝与氧气接触，若实验前未用砂纸打磨除去铁锈，铁丝无法剧烈燃烧；此外，氧气纯度不足、火柴未燃尽就伸入集气瓶等也会导致铁丝不燃烧。
【答案】
(1) ①先下降后上升；70 ②吸收燃烧产生的白烟
(2) 集气瓶底部没有放水或细沙
(3) 没有用砂纸打磨铁丝（合理即可）
【知识点】
空气中氧气含量测定、氧气的化学性质、实验操作注意事项
【点评】
本题围绕两个基础化学实验展开，考察实验现象分析、实验操作的注意事项，属于化学实验的核心基础题型，需要学生掌握实验原理和操作细节，难度适中。
【难度系数】
0.6
首先分析图1的实验：白磷燃烧放热，使瓶内气体受热膨胀，压强增大，瓶内水面先下降；燃烧结束后温度降低，氧气被消耗，瓶内压强减小，水面上升。集气瓶容积150mL，先装50mL水，空气体积为100mL，氧气约占空气体积的1/5，消耗氧气20mL，最终水体积为70mL。集气瓶内的水还能吸收白磷燃烧产生的白烟，防止污染。
对于图2的实验：铁丝在氧气中燃烧时，高温熔融物掉落会炸裂集气瓶，瓶底需放水或细沙；铁丝未剧烈燃烧，可能是铁丝表面有铁锈未打磨，或氧气不纯等原因。
【解析】
(1) ①白磷燃烧时放热，瓶内气体受热膨胀，压强增大，导致瓶内水面下降；燃烧结束后，温度冷却至室温，白磷消耗了集气瓶内的氧气，瓶内压强减小，外界大气压将烧杯中的水压入集气瓶，水面上升。集气瓶内空气体积为150mL-50mL=100mL，氧气约占空气体积的1/5，即消耗氧气20mL，因此最终集气瓶中水的体积为50mL+20mL=70mL。
②白磷燃烧生成的五氧化二磷是有毒白烟，集气瓶内的水可以吸收这些白烟，防止其逸出污染空气。
(2) 铁丝在氧气中燃烧产生的高温熔融物若直接掉落至集气瓶底部，会使瓶底受热不均而炸裂，因此集气瓶底部需预先放水或铺细沙，若未这样操作，集气瓶会炸裂。
(3) 铁丝表面的铁锈会阻碍铁丝与氧气接触，若实验前未用砂纸打磨除去铁锈，铁丝无法剧烈燃烧；此外，氧气纯度不足、火柴未燃尽就伸入集气瓶等也会导致铁丝不燃烧。
【答案】
(1) ①先下降后上升；70 ②吸收燃烧产生的白烟
(2) 集气瓶底部没有放水或细沙
(3) 没有用砂纸打磨铁丝（合理即可）
【知识点】
空气中氧气含量测定、氧气的化学性质、实验操作注意事项
【点评】
本题围绕两个基础化学实验展开，考察实验现象分析、实验操作的注意事项，属于化学实验的核心基础题型，需要学生掌握实验原理和操作细节，难度适中。
【难度系数】
0.6
7. 现有三瓶无色气体，分别是空气、氧气、氮气。
请你用简单的方法鉴别它们，并完成下表。
请你用简单的方法鉴别它们，并完成下表。
答案
| 实验步骤 | 实验现象 | 实验结论 |
| --- | --- | --- |
| 用一根燃着的木条分别伸入三瓶气体中 | 若木条正常燃烧
若木条燃烧得更旺
若木条火焰立即熄灭 | 是空气
是氧气
是氮气 |
解析
【分析】要鉴别空气、氧气、氮气三种无色气体，需利用它们化学性质的差异：氧气具有助燃性，能使燃着的木条燃烧更剧烈；空气中氧气浓度与瓶内一致，燃着的木条在空气中正常燃烧；氮气不支持燃烧，会使燃着的木条立即熄灭。因此可通过燃着的木条分别伸入三瓶气体，根据木条燃烧的不同现象区分三种气体。
【解析】实验步骤：将一根燃着的木条分别伸入盛有空气、氧气、氮气的三瓶无色气体中；
实验现象：若木条正常燃烧，若木条燃烧得更旺，若木条火焰立即熄灭；
实验结论：木条正常燃烧的气体是空气，木条燃烧得更旺的气体是氧气，木条火焰立即熄灭的气体是氮气。
【答案】
| 实验步骤 | 实验现象 | 实验结论 |
| --- | --- | --- |
| 用一根燃着的木条分别伸入三瓶气体中 | 若木条正常燃烧
若木条燃烧得更旺
若木条火焰立即熄灭 | 是空气
是氧气
是氮气 |
【知识点】气体鉴别，氧气助燃性，氮气不助燃性
【点评】本题利用三种气体助燃性的差异，设计简单实验即可完成鉴别，操作简便，属于基础的气体鉴别题型。
【难度系数】0.7
【解析】实验步骤：将一根燃着的木条分别伸入盛有空气、氧气、氮气的三瓶无色气体中；
实验现象：若木条正常燃烧，若木条燃烧得更旺，若木条火焰立即熄灭；
实验结论：木条正常燃烧的气体是空气，木条燃烧得更旺的气体是氧气，木条火焰立即熄灭的气体是氮气。
【答案】
| 实验步骤 | 实验现象 | 实验结论 |
| --- | --- | --- |
| 用一根燃着的木条分别伸入三瓶气体中 | 若木条正常燃烧
若木条燃烧得更旺
若木条火焰立即熄灭 | 是空气
是氧气
是氮气 |
【知识点】气体鉴别，氧气助燃性，氮气不助燃性
【点评】本题利用三种气体助燃性的差异，设计简单实验即可完成鉴别，操作简便，属于基础的气体鉴别题型。
【难度系数】0.7
1. 下列说法中正确的是 （
A.木炭在氧气中燃烧发出红光
B.氧化反应未必是化合反应，化合反应必定是氧化反应
C.将细铁丝直接伸入氧气瓶中就可以观察到火星四射的现象
D.硫粉在氧气中燃烧产生明亮的蓝紫色火焰
D
）。A.木炭在氧气中燃烧发出红光
B.氧化反应未必是化合反应，化合反应必定是氧化反应
C.将细铁丝直接伸入氧气瓶中就可以观察到火星四射的现象
D.硫粉在氧气中燃烧产生明亮的蓝紫色火焰
答案
1. D
解析
【分析】
本题考查常见物质在氧气中的燃烧现象，以及氧化反应与化合反应的概念辨析。需逐一分析每个选项，结合相关知识点判断正误：
1. 回忆木炭在氧气中燃烧的现象，判断选项A；
2. 明确氧化反应和化合反应的定义，举例分析选项B；
3. 掌握铁丝在氧气中燃烧的条件，判断选项C；
4. 牢记硫在氧气中燃烧的火焰颜色，判断选项D。
【解析】
逐一分析各选项：
1. 选项A：木炭在氧气中燃烧，发出白光，而非红光，故A错误；
2. 选项B：氧化反应是物质与氧发生的反应，化合反应是两种或两种以上物质生成另一种物质的反应。例如甲烷燃烧属于氧化反应，但生成物有两种，不是化合反应；氧化钙与水反应属于化合反应，但没有氧参与，不是氧化反应，因此氧化反应未必是化合反应，化合反应也未必是氧化反应，故B错误；
3. 选项C：细铁丝在氧气中燃烧需要温度达到着火点（即点燃），直接伸入氧气瓶中，铁丝温度未达着火点，无法燃烧，不能观察到火星四射现象，故C错误；
4. 选项D：硫粉在氧气中燃烧，产生明亮的蓝紫色火焰，故D正确。
【答案】
D
【知识点】
物质在氧气中的燃烧现象、氧化反应与化合反应的关系
【点评】
本题为化学基础知识点的考查，涉及常见物质燃烧的实验现象及反应类型的概念辨析，需要准确记忆相关内容，难度较低。
【难度系数】
0.6
本题考查常见物质在氧气中的燃烧现象，以及氧化反应与化合反应的概念辨析。需逐一分析每个选项，结合相关知识点判断正误：
1. 回忆木炭在氧气中燃烧的现象，判断选项A；
2. 明确氧化反应和化合反应的定义，举例分析选项B；
3. 掌握铁丝在氧气中燃烧的条件，判断选项C；
4. 牢记硫在氧气中燃烧的火焰颜色，判断选项D。
【解析】
逐一分析各选项：
1. 选项A：木炭在氧气中燃烧，发出白光，而非红光，故A错误；
2. 选项B：氧化反应是物质与氧发生的反应，化合反应是两种或两种以上物质生成另一种物质的反应。例如甲烷燃烧属于氧化反应，但生成物有两种，不是化合反应；氧化钙与水反应属于化合反应，但没有氧参与，不是氧化反应，因此氧化反应未必是化合反应，化合反应也未必是氧化反应，故B错误；
3. 选项C：细铁丝在氧气中燃烧需要温度达到着火点（即点燃），直接伸入氧气瓶中，铁丝温度未达着火点，无法燃烧，不能观察到火星四射现象，故C错误；
4. 选项D：硫粉在氧气中燃烧，产生明亮的蓝紫色火焰，故D正确。
【答案】
D
【知识点】
物质在氧气中的燃烧现象、氧化反应与化合反应的关系
【点评】
本题为化学基础知识点的考查，涉及常见物质燃烧的实验现象及反应类型的概念辨析，需要准确记忆相关内容，难度较低。
【难度系数】
0.6
2. 下面是对氧气化学性质的叙述，其中正确的是（
A.所有的物质都与氧气发生反应
B.物质与氧气反应时都会发光、放热
C.有氧气参加的化学反应都是化合反应
D.氧气的化学性质比较活泼
D
）。A.所有的物质都与氧气发生反应
B.物质与氧气反应时都会发光、放热
C.有氧气参加的化学反应都是化合反应
D.氧气的化学性质比较活泼
答案
2. D
解析
【分析】
要判断氧气化学性质叙述的正确性，需逐一分析每个选项：
1. 选项A：氧气虽化学性质较活泼，但并非所有物质都能与氧气反应，如金、铂等稳定金属常温下不与氧气反应，故A错误；
2. 选项B：物质与氧气的反应分剧烈氧化（如燃烧）和缓慢氧化（如铁生锈），缓慢氧化仅放热不发光，故B错误；
3. 选项C：化合反应是“多变一”的反应，有氧气参加的反应不一定符合该特征，如甲烷燃烧生成二氧化碳和水，生成物两种，不属于化合反应，故C错误；
4. 选项D：氧气能与许多物质发生化学反应，化学性质比较活泼，故D正确。
【解析】
逐一分析各选项：
A选项：氧气的化学性质较活泼，但并非所有物质都能与氧气反应，如稀有气体、金等物质常温下不与氧气反应，因此A错误；
B选项：物质与氧气反应时，剧烈氧化（燃烧）会发光、放热，而缓慢氧化（如食物腐败、铁生锈）仅放热不发光，故B错误；
C选项：化合反应的特征是“两种或两种以上物质生成另一种物质”，有氧气参加的反应不一定符合该特征，例如甲烷燃烧（$\ce{CH_{4} + 2O_{2}\xlongequal{点燃} CO_{2} + 2H_{2}O}$）生成物为两种，不属于化合反应，故C错误；
D选项：氧气能与大多数金属、非金属、化合物等发生反应，化学性质比较活泼，该叙述正确。
【答案】
D
【知识点】
氧气的化学性质、化合反应
【点评】
本题考查氧气化学性质的基础概念，需区分剧烈氧化与缓慢氧化、化合反应的判断标准，属于化学学科的基础识记类题目，难度不大。
【难度系数】
0.7
要判断氧气化学性质叙述的正确性，需逐一分析每个选项：
1. 选项A：氧气虽化学性质较活泼，但并非所有物质都能与氧气反应，如金、铂等稳定金属常温下不与氧气反应，故A错误；
2. 选项B：物质与氧气的反应分剧烈氧化（如燃烧）和缓慢氧化（如铁生锈），缓慢氧化仅放热不发光，故B错误；
3. 选项C：化合反应是“多变一”的反应，有氧气参加的反应不一定符合该特征，如甲烷燃烧生成二氧化碳和水，生成物两种，不属于化合反应，故C错误；
4. 选项D：氧气能与许多物质发生化学反应，化学性质比较活泼，故D正确。
【解析】
逐一分析各选项：
A选项：氧气的化学性质较活泼，但并非所有物质都能与氧气反应，如稀有气体、金等物质常温下不与氧气反应，因此A错误；
B选项：物质与氧气反应时，剧烈氧化（燃烧）会发光、放热，而缓慢氧化（如食物腐败、铁生锈）仅放热不发光，故B错误；
C选项：化合反应的特征是“两种或两种以上物质生成另一种物质”，有氧气参加的反应不一定符合该特征，例如甲烷燃烧（$\ce{CH_{4} + 2O_{2}\xlongequal{点燃} CO_{2} + 2H_{2}O}$）生成物为两种，不属于化合反应，故C错误；
D选项：氧气能与大多数金属、非金属、化合物等发生反应，化学性质比较活泼，该叙述正确。
【答案】
D
【知识点】
氧气的化学性质、化合反应
【点评】
本题考查氧气化学性质的基础概念，需区分剧烈氧化与缓慢氧化、化合反应的判断标准，属于化学学科的基础识记类题目，难度不大。
【难度系数】
0.7
