Question

12．某同學用如圖裝置測定空氣中氧氣的體積分數(shù)．
（1）紅磷燃燒的現(xiàn)象是產(chǎn)生大量白煙，放出熱量；文字表達式是磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷．
（2）紅磷燃燒一段時間后，自動熄滅了，你認為原因是集氣瓶里的氧氣消耗完了．
（3）待該物質(zhì)熄滅并冷卻后，打開彈簧夾觀察到的現(xiàn)象是燒杯中的水進入集氣瓶，水位上升約$\frac{1}{5}$，由此得出的結(jié)論是空氣中約含$\frac{1}{5}$體積的氧氣．
（4）實驗后發(fā)現(xiàn)測出的空氣中氧氣的體積分數(shù)不足$\frac{1}{5}$，可能的原因是（任寫兩點）裝置漏氣、紅磷的量不夠．
（5）由本實驗可以推測氮氣的物理性質(zhì)難溶于水，化學性質(zhì)不和氧氣反應，不支持燃燒．
（6）燃燒匙中的紅磷不能（“能”或“不能”）用細鐵絲來代替．

Answer 1

分析 （1）白磷燃燒產(chǎn)生大量白煙，放出熱量，該反應生成了五氧化二磷，可以據(jù)此寫出該反應的文字表達式；
（2）根據(jù)氧氣的助燃性來考慮；
（3）測定空氣中氧氣的含量，我們常用燃燒紅磷的方法，生成的白色固體是五氧化二磷，幾乎不占空間，使得內(nèi)外產(chǎn)生氣壓差，產(chǎn)生倒吸現(xiàn)象，從而得出結(jié)論；
（4）保證本實驗成功的關(guān)鍵是：①裝置氣密性好；②紅磷要足量；③要冷卻至室溫再讀數(shù)等；
（5）對比氧氣和環(huán)境來具體分析氮氣的性質(zhì)；
（6）紅磷不能用細鐵絲來代替．

解答 解：（1）白磷燃燒產(chǎn)生大量白煙，放出熱量，該反應生成了五氧化二磷，出該反應的文字表達式為：磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷；
（2）由于氧氣具有助燃性，所以集氣瓶里的氧氣消耗完了，或氧氣的含量少了，都能熄滅；
（3）紅磷燃燒消耗了空氣中的氧氣，使得瓶內(nèi)壓強減少，打開彈簧夾后，有水進入集氣瓶，水位上升約$\frac{1}{5}$，水位上升的體積就是氧氣的體積，由此可得出結(jié)論：空氣中約含$\frac{1}{5}$體積的氧氣；
（4）如果實驗中因紅磷量不足，而氧氣沒有完全消耗或因裝置漏氣而在冷卻，過程中進入少量空氣或未冷卻至室溫而打開彈簧夾或燒杯中的水太少等，都可能出現(xiàn)進入集氣瓶中水的體積不到總?cè)莘e的五分之一的結(jié)果．
（5）氮氣的性質(zhì)的歸納，要從本實驗的實際來進行，不要脫離題目去回答和分析．實驗中當裝置內(nèi)進入水以后，氮氣依然能夠存在這就說明氮氣是難溶于水的也不和水反應．另外在紅磷和氧氣反應的過程中，氮氣沒有被消耗，所以氮氣不和氧氣、紅磷反應，可以概括為性質(zhì)穩(wěn)定，當然也可以分開敘述，就是不和氧氣反應，不支持燃燒等．
（6）鐵絲在空氣中不燃燒，不能用細鐵絲來代替．
故答案為：（1）產(chǎn)生大量白煙，放出熱量；磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷；
（2）集氣瓶里的氧氣消耗完了（或剩余氧氣極少很難支持紅磷燃燒了）；
（3）燒杯中的水進入集氣瓶，水位上升約$\frac{1}{5}$；空氣中約含$\frac{1}{5}$體積的氧氣；
（4）裝置漏氣；紅磷的量不夠；'
（5）難溶于水；不和氧氣反應，不支持燃燒等．
（6）不能．

點評 本題主要考查用紅磷測定空氣組成的實驗原理、操作、現(xiàn)象、結(jié)論和注意事項，難度稍大．