Question

1．景泰第四中學(xué)化學(xué)興趣小組設(shè)計了在導(dǎo)管口系一個有很多小孔的氣球的裝置，測定空氣中氧氣含量．實驗裝置如圖，實驗步驟如下：
①將圖中的集氣瓶分成5等份，并作好標(biāo)記；
②在帶橡皮塞和導(dǎo)管的燃燒匙內(nèi)裝入足量的紅磷，將導(dǎo)管上的止水夾夾緊，在酒精燈上點燃紅磷，并立即伸入集氣瓶內(nèi)，塞緊橡皮塞；
③充分反應(yīng)后，待集氣瓶冷卻至室溫，打開止水夾．
請回答下列問題：
（1）該實驗中紅磷稍過量，目的是把空氣中的氧氣全部消耗掉；
（2）步驟③中打開止水夾后觀察到的現(xiàn)象是水會流入集氣瓶中，大約占集氣瓶容積的$\frac{1}{5}$；
由此可以得出的有關(guān)空氣組成的結(jié)論是氧氣約占空氣總體積的$\frac{1}{5}$
（3）由此你還可以得到氮氣的一些性質(zhì)：物理性質(zhì)氮氣不溶于水；化學(xué)性質(zhì)氮氣不能燃燒（或氮氣不支持燃燒，氮氣化學(xué)性質(zhì)不活潑等）
（4）若實驗中進(jìn)入集氣瓶的水不足容積的五分之一，可能原因主要有：裝置漏氣（或紅磷的量不足，裝置未冷卻就打開了彈簧夾等）（只寫一個原因）
（5）此實驗的文字（或化學(xué)符號）表達(dá)式為：磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷（4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)該實驗注意事項分析，該實驗中紅磷稍過量，目的是將空氣中氧氣完全反應(yīng)掉；
（2）紅磷與氧氣反應(yīng)生成固體，消耗了瓶內(nèi)的氣體，壓強(qiáng)減小，外界大氣壓會壓著水進(jìn)入集氣瓶；
（3）根據(jù)實驗的現(xiàn)象分析氮氣的性質(zhì)；
（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)；
（5）紅磷在空氣中燃燒生成五氧化二磷，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式即可．

解答 解：（1）該實驗中紅磷稍過量，目的是將空氣中氧氣完全反應(yīng)掉；故填：把空氣中的氧氣全部消耗掉；
（2）紅磷與氧氣反應(yīng)生成固體，消耗了瓶內(nèi)的氣體，壓強(qiáng)減小，外界大氣壓會壓著水進(jìn)入集氣瓶；所以打開止水夾后觀察到的現(xiàn)象是：水進(jìn)入集氣瓶，約占集氣瓶體積的五分之一；得出空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)約為20%．故填：水會流入集氣瓶中，大約占集氣瓶容積的$\frac{1}{5}$；氧氣約占空氣總體積的$\frac{1}{5}$；
（3）因為空氣中主要成分是氮氣和氧氣，磷燃燒消耗了氧氣，剩余的主要是氮氣，說明不燃燒也不支持燃燒，不與磷反應(yīng)（化學(xué)性質(zhì)）；由于集氣瓶中進(jìn)入了部分水所以說明了氮氣難溶于水（物理性質(zhì)）．
故填：氮氣不溶于水；氮氣不能燃燒（或氮氣不支持燃燒，氮氣化學(xué)性質(zhì)不活潑等）；
（4）進(jìn)行此實驗時，必須保證裝置的氣密性良好，紅磷足量，瓶子冷卻后再打開彈簧夾，否則會導(dǎo)致結(jié)果不準(zhǔn)確，所以本題答案為：紅磷的量不夠；裝置可能漏氣；未冷卻到室溫就打開彈簧夾．
故填：裝置漏氣（或紅磷的量不足，裝置未冷卻就打開了彈簧夾等）．
（5）紅磷在空氣中燃燒生成五氧化二磷，文字表達(dá)式為：磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷；反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅．
答案：
（1）把空氣中的氧氣全部消耗掉；
（2）水會流入集氣瓶中，大約占集氣瓶容積的$\frac{1}{5}$；氧氣約占空氣總體積的$\frac{1}{5}$；
（3）氮氣不溶于水；氮氣不能燃燒（或氮氣不支持燃燒，氮氣化學(xué)性質(zhì)不活潑等）；
（4）裝置漏氣（或紅磷的量不足，裝置未冷卻就打開了彈簧夾等）．
（5）磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷（4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅）

點評 本題主要考查測定空氣里氧氣含量的探究實驗，該實驗的結(jié)論和實驗中注意事項是考查重點，要知道造成實驗結(jié)果不準(zhǔn)確的原因：紅磷量不足，或裝置漏氣，或沒有冷卻至室溫就測量就會造成測量值偏小．