Question

7．用來測定空氣成分的方法很多，如圖Ⅰ所示的是用紅磷在空氣中燃燒的測定方法．實驗過程是：
【查閱資料】紅磷燃燒的產(chǎn)物五氧化二磷是白色固體，會刺激人體呼吸道，能與空氣中水蒸氣反應(yīng)，生成有毒的偏磷酸（HPO₃）．

第一步：將集氣瓶容積劃分為五等份，并做好標記．
第二步：點燃燃燒匙內(nèi)的紅磷，迅速伸入集氣瓶中并把塞子塞緊．
第三步：待紅磷熄滅并冷卻后，打開彈簧夾，發(fā)現(xiàn)水被吸入集氣瓶中，進入集氣瓶中水的體積約為集氣瓶總?cè)莘e的$\frac{1}{5}$．
請完成下列問題：
（1）紅磷在集氣瓶中發(fā)生反應(yīng)的文字表達為磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷．該實驗中紅磷稍過量，目的是充分消耗瓶內(nèi)的氧氣
（2）該實驗得到的結(jié)論是空氣中氧氣的體積約占空氣總體積的$\frac{1}{5}$．
（3）若將紅磷換成木炭，該實驗?zāi)芊瘾@得成功？寫出理由否，因為木炭燃燒生成二氧化碳是氣體，瓶內(nèi)的壓強沒有明顯的改變．
（4）實驗完畢，若進入集氣瓶中水的體積不到總?cè)莘e的$\frac{1}{5}$，你認為導(dǎo)致這一結(jié)果的原因可能是裝置漏氣、紅磷量不足或未經(jīng)冷卻就打開止水夾等
（5）某同學(xué)對實驗進行反思后，提出了改進方法（如圖Ⅱ所示），你認為改進后的優(yōu)點是：氣密性好，可減小誤差，防止生成的五氧化二磷逸散到空氣中污染空氣．

Answer 1

分析 這類探究實驗中要注意以下幾點：①裝置的嚴密性②所用藥品的量③生成物的狀態(tài)④讀數(shù)時要冷卻到原溫度等．由題目的信息可知：磷和氧氣在點燃的條件下生成五氧化二磷，該實驗中紅磷稍過量，目的是：充分消耗瓶內(nèi)的氧氣；該實驗得到的結(jié)論是：空氣中氧氣的體積約占空氣總體積的$\frac{1}{5}$；若將紅磷換成木炭，該實驗不能成功，因為木炭燃燒生成二氧化碳是氣體，瓶內(nèi)的壓強沒有明顯的改變；實驗完畢，若進入集氣瓶中水的體積不到總?cè)莘e的$\frac{1}{5}$，導(dǎo)致這一結(jié)果的原因可能是：裝置漏氣；紅磷量不足；未經(jīng)冷卻就打開止水夾等；某同學(xué)對實驗進行反思后，提出了改進方法（如圖Ⅱ所示），改進后的優(yōu)點是：氣密性好，可減小誤差，防止生成的五氧化二磷逸散到空氣中污染空氣．

解答 解：（1）磷和氧氣在點燃的條件下生成五氧化二磷，該實驗中紅磷稍過量，目的是：充分消耗瓶內(nèi)的氧氣；故答案為：磷+氧氣 $\stackrel{點燃}{→}$ 五氧化二磷； 充分消耗瓶內(nèi)的氧氣
（2）該實驗得到的結(jié)論是：空氣中氧氣的體積約占空氣總體積的$\frac{1}{5}$；故答案為：空氣中氧氣的體積約占空氣總體積的$\frac{1}{5}$；
（3）若將紅磷換成木炭，該實驗不能成功，因為木炭燃燒生成二氧化碳是氣體，瓶內(nèi)的壓強沒有明顯的改變；故答案為：否；因為木炭燃燒生成二氧化碳是氣體，瓶內(nèi)的壓強沒有明顯的改變
（4）實驗完畢，若進入集氣瓶中水的體積不到總?cè)莘e的$\frac{1}{5}$，導(dǎo)致這一結(jié)果的原因可能是：裝置漏氣；紅磷量不足；未經(jīng)冷卻就打開止水夾等；故答案為：裝置漏氣；紅磷量不足；未經(jīng)冷卻就打開止水夾等（合理即可）
（5）某同學(xué)對實驗進行反思后，提出了改進方法（如圖Ⅱ所示），改進后的優(yōu)點是：氣密性好，可減小誤差，防止生成的五氧化二磷逸散到空氣中污染空氣；故答案為：氣密性好，可減小誤差，防止生成的五氧化二磷逸散到空氣中污染空氣（合理即可）

點評 本考點是測定氧氣在空氣中的體積分數(shù)，屬于實驗方法和過程的探究．要具體問題具體分析，根據(jù)設(shè)計的步驟中不同的現(xiàn)象去思考，從而得出正確的結(jié)論．本考點經(jīng)常出現(xiàn)在選擇題、填空題和實驗題中．