Question

10．小明用如圖1裝置測定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)．請(qǐng)你結(jié)合實(shí)驗(yàn)完成下列各題：
（1）放在燃燒匙內(nèi)物質(zhì)是紅磷．該物質(zhì)燃燒時(shí)的現(xiàn)象是發(fā)出黃光、冒出白煙、放出熱量，反應(yīng)的文字表達(dá)式（或符號(hào)表達(dá)式）為磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷（或4P+5O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2P₂O₅）．等燃燒停止并冷卻后，打開彈簧夾，觀察到的現(xiàn)象是燒杯中的水進(jìn)入集氣瓶，且進(jìn)入的水的體積約占集氣瓶容積的五分之一．
（2）通過該實(shí)驗(yàn)可得出的結(jié)論是氧氣約占空氣總體積的五分之一．
（3）若實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)測定出空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)小于$\frac{1}{5}$，則可能的原因有哪些？（寫2條）
①裝置漏氣，②沒有冷卻至室溫就打開止水夾．
（4）圖2是一個(gè)具有刻度和活塞可滑動(dòng)的玻璃容器，其中有空氣和足量的白磷，將它放在盛有沸水的燒杯上方．小強(qiáng)用此裝置來測定空氣中氧氣的含量，實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)活塞先向右移動(dòng)，后向左移動(dòng)，最后停在10（填整數(shù)）刻度處．小強(qiáng)的裝置與小明的裝置相比，其優(yōu)點(diǎn)是密封裝置，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，測量結(jié)果準(zhǔn)確．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)用紅磷測定空氣中氧氣含量的方法、原理、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來分析解答；
（2）氧氣約占空氣總體積的五分之一；
（3）如果操作不當(dāng)，會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，甚至?xí)��?dǎo)致實(shí)驗(yàn)失��；
（4）依據(jù)用白磷測定空氣組成的實(shí)驗(yàn)原理、操作、現(xiàn)象、結(jié)論和注意事項(xiàng)解答本題，白磷著火點(diǎn)比較低，燃燒時(shí)過程中消耗氧氣并放出熱量會(huì)使氣體體積膨脹，冷卻后氣體體積減少，減少的氣體體積是氧氣的體積，據(jù)此回答即可．

解答 解：（1）測定空氣中氧氣的含量時(shí)，燃燒匙內(nèi)一般放入的是紅磷，紅磷在空氣中燃燒發(fā)出黃光、冒出白煙、放出熱量；文字表達(dá)式為：磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷，符號(hào)表達(dá)式為4P+5O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2P₂O₅；由于紅磷燃燒消耗了集氣瓶內(nèi)的氧氣，壓強(qiáng)減小，所以等燃燒停止并冷卻后，打開彈簧夾，觀察到的現(xiàn)象是燒杯中的水進(jìn)入集氣瓶，且進(jìn)入的水的體積約占集氣瓶容積的五分之一；故填：紅磷；發(fā)出黃光、冒出白煙、放出熱量；磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷（或4P+5O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2P₂O₅）；燒杯中的水進(jìn)入集氣瓶，且進(jìn)入的水的體積約占集氣瓶容積的五分之一；
（2）待該物質(zhì)熄滅并完全冷卻后，打開彈簧夾觀察到的現(xiàn)象是：水進(jìn)入集氣瓶，進(jìn)入的水約占集氣瓶容積的五分之一，由此得出的結(jié)論是氧氣約占空氣總體積的五分之一．故填：氧氣約占空氣總體積的五分之一．
（3）裝置漏氣，紅磷不足，沒有冷卻至室溫就打開彈簧夾，都能夠?qū)е聹y定的空氣體積分?jǐn)?shù)小于五分之一．故填：裝置漏氣；沒有冷卻至室溫就打開止水夾；
（4）由于白磷燃燒放熱所以活塞先向右移，后左移，玻璃管至活塞處的容積刻度為10，根據(jù)氧氣體積約占空氣體積的五分之一，所以白磷燃燒停止冷卻至室溫后，最后應(yīng)停在刻度約為8的位置上；此裝置是一個(gè)密封裝置，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，測量結(jié)果準(zhǔn)確；故填：右；左；10；密封裝置，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，測量結(jié)果準(zhǔn)確．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查使用白磷的燃燒測定空氣組成的實(shí)驗(yàn)原理、操作、現(xiàn)象和結(jié)論等，解題的關(guān)鍵是掌握燃燒法測定空氣成分并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的原理．