Question

用燃燒紅磷的方法測定空氣中氧氣的含量：
實驗步驟：在集氣瓶中加入少量水，并將水面上方空間分成5等份，如圖裝置所示．用彈簧夾夾住乳膠管．點燃紅磷，伸入瓶中并塞上瓶塞．待紅磷熄滅并冷卻后，打開彈簧夾，觀察廣口瓶內(nèi)水面變化情況．

（1）寫出紅磷在空氣中燃燒的文字表達式

 

（2）反應(yīng)結(jié)束后集氣瓶中剩余的氣體主要是

 

，由此可以推測它具有的性質(zhì)是

 

（至少寫一點）．
（3）已知五氧化二磷溶于水且化學(xué)性質(zhì)與二氧化碳相似，反應(yīng)完畢后振蕩集氣瓶再滴入紫色石蕊溶液，溶液會變成

 

色．
（4）查閱資料得知“銅+氧氣

加熱

 氧化銅”．乙同學(xué)又設(shè)計了如圖2兩種裝置測定空氣中氧氣含量，請結(jié)合圖示回答有關(guān)問題．
①裝置一和裝置二中氣球的位置不同，你認為

 

（填“裝置一”或“裝置二”）更合理．
②用合適的裝置進行實驗，并記錄了如下實驗數(shù)據(jù)

硬質(zhì)玻璃管中空氣的體積	反應(yīng)前注射器中空氣體積	充分反應(yīng)后注射器中氣體體積	實驗測得空氣中氧氣的體積分數(shù)
25mL	15mL	9mL	？

根據(jù)實驗數(shù)據(jù)測得空氣中氧氣的體積分數(shù)為

 

（5）以下是乙同學(xué)對自己實驗結(jié)果的分析，其中解釋不合理的是

 

（填序號）
A．可能是使用的銅粉量過量
B．可能是沒有反復(fù)推、拉注射器的活塞，裝置內(nèi)氧氣沒有充分反應(yīng)
C．可能是沒有冷卻至室溫就讀數(shù)
D．可能是裝置氣密性不好，冷卻時外界空氣進入．

Answer 1

考點：空氣組成的測定,書寫化學(xué)方程式、文字表達式、電離方程式

專題：空氣與水

分析：（1）根據(jù)紅磷燃燒是指磷和氧氣在點燃的條件下生成五氧化二磷，寫出反應(yīng)的文字表達式；
（2）根據(jù)廣口瓶內(nèi)剩余的氣體主要是氮氣，通過觀察和實驗得知：氮氣是無色無味的氣體，難溶于水，既不能燃燒，也不能支持燃燒等解答；
（3）從由于題目中指出：“已知五氧化二磷溶于水且化學(xué)性質(zhì)與二氧化碳相似”，故解決此題時可按大家熟知的二氧化碳來看待去分析解答；
（4）從兩種裝置的區(qū)別來分析；注射器內(nèi)氣體減少的量就是氧氣的量；
（5）根據(jù)測定空氣中氧氣的體積分數(shù)實驗的原理、注意事項分析回答．

解答：解：
（1）紅磷燃燒是指磷和氧氣在點燃的條件下生成五氧化二磷，反應(yīng)的文字表達式為：磷+氧氣

點燃

五氧化二磷；
（2）廣口瓶內(nèi)剩余的氣體主要是氮氣，通過觀察和實驗得知：氮氣是無色無味的氣體，難溶于水，既不能燃燒，也不能支持燃燒等．
（3）由于題目中指出：“已知五氧化二磷溶于水且化學(xué)性質(zhì)與二氧化碳相似”，故解決此題時可按大家熟知的二氧化碳來看待；二氧化碳和水反應(yīng)生成的碳酸能使紫色石蕊溶液變紅；所以反應(yīng)完畢后振蕩集氣瓶再滴入紫色石蕊溶液，紫色石蕊溶液也會變紅；
（4）裝置二與裝置一裝置比較，裝置二中的氣球在玻璃管的后部，更易讓空氣流通，氧氣與銅能充分反應(yīng)；實驗過程中，注射器應(yīng)不停推拉活塞；注射器內(nèi)氣體減少的量就是氧氣的體積，則實驗測得空氣中氧氣的體積分數(shù)為：

15mL-9mL

25mL-15mL

×100%=15%；
（5）在測定空氣中氧氣的體積分數(shù)時，實驗后發(fā)現(xiàn)測定氧氣的體積分數(shù)低于五分之一，可能的原因有：①銅粉的量可能不足，沒有將氧氣消耗盡；②裝置可能漏氣，；③實驗中可能未冷卻至室溫就讀數(shù)等．
答案：
（1）磷+氧氣

點燃

五氧化二磷
（2）氮氣   氮氣是無色無味的氣體
（3）紅
（4）二    15%
（5）A

點評：紅磷在空氣中燃燒，其實質(zhì)是紅磷和空氣中的氧氣反應(yīng)，故其反應(yīng)物應(yīng)為：紅磷和氧氣而不是紅磷和空氣．