三、实验探究题(本大题共3小题,共24分)
15.(9分)某校化学兴趣小组就空气中氧气的含量进行实验探究。
[设计实验]
第一小组同学共同设计了如图所示的A、B两套装置。

(1)你认为装置合理的是(填字母)。
(2)红磷燃烧的现象是。
(3)打开弹簧夹后,观察到的现象是。
(4)该实验中红磷过量的目的是。
(5)通过该实验还可推知瓶内剩余气体有哪些性质?。
(6)若将红磷换成铁丝,该实验能否成功?(选填“能”或“不能”),理由是;
第二小组同学设计了图C所示实验,优点是。
(7)实验结束后,进入集气瓶中水的体积小于$\frac{1}{5}$,产生该现象的原因是(任写一条)。

15.(1)A (2)产生大量白烟，放出热量 (3)烧杯中的水进入集气瓶，进入集气瓶内水的体积约占集气瓶内空气体积的五分之一 (4)将集气瓶内的氧气完全消耗 (5)不燃烧、不支持燃烧，难溶于水 (6)不能 铁丝在空气中不能燃烧，无法消耗氧气 装置始终密闭，实验结果更准确(或:环保，防止生成的五氧化二磷污染空气，合理即可) (7)使用试剂的量不足(合理即可)

【分析】
测定空气中氧气含量的实验原理是利用可燃物燃烧消耗氧气，使集气瓶内压强减小，通过进入水的体积确定氧气体积。需结合实验装置特点、物质性质分析各问题：
1. 装置合理性：A中燃烧匙位置更利于红磷充分接触氧气，能完全消耗氧气，故A更合理；
2. 红磷燃烧现象：回忆红磷在空气中燃烧的特征；
3. 打开弹簧夹的现象：瓶内压强减小，大气压将水压入集气瓶，进入水的体积对应氧气体积；
4. 红磷过量目的：确保氧气被完全消耗，保证结果准确；
5. 剩余气体性质：根据红磷熄灭、水不再继续进入分析；
6. 换铁丝的情况：铁丝在空气中不能燃烧，无法消耗氧气；
7. C装置优点：密闭装置避免空气逸出和污染，结果更准确；
8. 体积小于1/5的原因：从药品量、装置气密性、温度等角度分析。
【解析】
(1) 装置A中红磷的位置能充分接触瓶内氧气，使氧气完全反应，因此合理的是A；
(2) 红磷在空气中燃烧，产生大量白烟，同时放出热量；
(3) 红磷燃烧消耗氧气，集气瓶内压强减小，打开弹簧夹后，烧杯中的水进入集气瓶，进入水的体积约占集气瓶内空气体积的1/5；
(4) 红磷过量是为了将集气瓶内的氧气完全消耗，保证实验结果准确；
(5) 实验中红磷熄灭，说明剩余气体不燃烧、不支持燃烧；水进入后不再继续，说明剩余气体难溶于水；
(6) 铁丝在空气中不能燃烧，无法消耗集气瓶内的氧气，因此换成铁丝实验不能成功；
(7) C装置为密闭体系，避免了点燃红磷伸入瓶内时空气逸出，同时防止五氧化二磷污染空气，优点是环保、实验结果更准确；
(8) 进入水体积小于1/5，可能原因是红磷量不足，氧气未完全消耗（或装置漏气、未冷却至室温就打开弹簧夹等，任写一条即可）。
【答案】
(1)A (2)产生大量白烟，放出热量 (3)烧杯中的水进入集气瓶，进入集气瓶内水的体积约占集气瓶内空气体积的五分之一 (4)将集气瓶内的氧气完全消耗 (5)不燃烧、不支持燃烧，难溶于水 (6)不能 铁丝在空气中不能燃烧，无法消耗氧气 (7)装置始终密闭，实验结果更准确(或环保，防止生成的五氧化二磷污染空气，合理即可) (8)使用试剂的量不足(合理即可)
【知识点】
空气中氧气含量的测定、实验现象分析、实验误差分析
【点评】
本题围绕空气中氧气含量测定实验，考查装置选择、现象、原理、性质及改进，需掌握实验核心逻辑，综合性较强，是初中化学重点实验内容。
【难度系数】
0.5

16.(6分)为研究常见物质的性质,结合如图所示实验,回答下列问题。

(1)图1集气瓶中加入水的作用是；铁丝下端系一根火柴的目的是。
(2)在图1实验中,可观察到细铁丝在氧气中燃烧的现象是①剧烈燃烧、火星四射；②放出热量；③生成了一种黑色固体。其中能证明细铁丝燃烧属于化学变化的是(填序号)。
(3)某同学在图1实验中,没有观察到铁丝燃烧,可能的原因有(填字母)。
A.铁丝太粗
B.集气瓶底部忘了留少量水
C.集气瓶中氧气的浓度太低
D.点燃系在铁丝上的火柴后,太早伸入集气瓶中
(4)图2集气瓶中加入水的目的是。
(5)如图3所示,将带有火星的木条分别以A、B两种方式迅速插入两个装满氧气的集气瓶,观察到木条复燃,且在A中燃烧比在B中燃烧更旺。从以上实验现象可知氧气的性质是。

16.(1)防止高温熔融物溅落下来炸裂集气瓶底 提高温度，引燃铁丝 (2)③ (3)ACD (4)吸收二氧化硫，防止污染空气 (5)具有助燃性，密度比空气大

【分析】
本题围绕氧气的性质实验展开，需结合铁丝、硫在氧气中燃烧的实验操作、现象、注意事项，以及化学变化的判断、氧气的性质等知识点解题。各小问思路：(1)回忆铁丝燃烧实验的注意事项，明确集气瓶加水和火柴的作用；(2)根据化学变化的本质（有新物质生成）判断依据；(3)分析铁丝不燃烧的可能原因，从铁丝本身、氧气浓度、操作时机等角度排除错误选项；(4)结合硫燃烧产物的性质，明确集气瓶加水的目的；(5)根据木条燃烧的现象，推导氧气的性质。
【解析】
(1) 铁丝在氧气中燃烧生成高温的四氧化三铁熔融物，若直接掉落集气瓶底会导致瓶底炸裂，因此集气瓶加水的作用是防止高温熔融物溅落炸裂瓶底；铁丝燃烧需要达到着火点，下端火柴燃烧放热，可提高温度引燃铁丝。
(2) 化学变化的本质特征是有新物质生成，①剧烈燃烧、火星四射和②放出热量均是伴随的现象，③生成黑色固体（新物质）是判断化学变化的依据，故选③。
(3) 铁丝太粗时，不易达到着火点，无法燃烧；集气瓶氧气浓度太低，铁丝不能燃烧；点燃火柴后太早伸入集气瓶，火柴燃烧会消耗过多氧气，导致铁丝处氧气不足，无法燃烧，故ACD正确；集气瓶底部没留水只会导致瓶底炸裂，不影响铁丝燃烧，排除B。
(4) 硫在氧气中燃烧生成有毒的二氧化硫气体，会污染空气，集气瓶中的水可吸收二氧化硫，防止污染空气。
(5) 木条能复燃，说明氧气具有助燃性；A中集气瓶正放，B中倒放，A中木条燃烧更旺，说明氧气密度比空气大，正放时氧气不易逸出，瓶内氧气浓度更高。
【答案】
16.(1)防止高温熔融物溅落下来炸裂集气瓶底；提高温度，引燃铁丝
(2)③
(3)ACD
(4)吸收二氧化硫，防止污染空气
(5)具有助燃性，密度比空气大
【知识点】氧气的性质实验；化学变化的判断；实验操作注意事项
【点评】
本题考查初中化学中氧气相关的基础实验，涵盖实验操作细节、现象分析、性质探究，是氧气知识点的核心考查形式，需学生熟练掌握常见物质在氧气中燃烧的实验要点。
【难度系数】
0.6