Question

7．我校某同學設(shè)計了測定空氣中氧氣含量的實驗，實驗裝置如圖．該同學的實驗步驟如下：
①在集氣瓶中加少量的水，將水面上方的空間分為5等份．
②在帶橡皮塞和導管的燃燒匙內(nèi)裝入一定量的紅磷，將導管上的彈簧夾夾緊，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充分反應后，待集氣瓶冷卻至室溫，打開彈簧夾．
請回答下列問題：
（1）步驟②集氣瓶中燃燒的主要現(xiàn)象是紅磷劇烈燃燒、放出大量熱和產(chǎn)生大量白煙，其反應的文字（或符號）表達式為磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷（4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅）；
（2）步驟③中打開彈簧夾后觀察到的現(xiàn)象是燒杯中的水沿著導管進入集氣瓶的“1”處，由此可得出空氣中氧氣的體積約占$\frac{1}{5}$；但本實驗的結(jié)果是進入集氣瓶中的水小于理論值，其原因可能是紅磷量太少（只答一點，合理即可）；
（3）②中點燃紅磷的方法有什么后果？造成空氣污染_．

Answer 1

分析 （1）紅磷劇烈燃燒、放出大量熱和產(chǎn)生大量白煙，
（2）由于紅磷消耗了空氣中的氧氣使集氣瓶內(nèi)的壓強減小，打開止水夾后觀察到：水沿導管倒流進入集氣瓶中，倒流至集氣瓶容積的$\frac{1}{5}$處；進入集氣瓶中水的體積不到總?cè)莘e的1/5要從裝置漏氣，沒有把氧氣消耗完考慮；
（3）根據(jù)五氧化二磷有毒，用②中點燃紅磷的方法會造成空氣污染進行分析．

解答 解：（1）步驟②集氣瓶中的現(xiàn)象是：紅磷劇烈燃燒、放出大量熱和產(chǎn)生大量白煙；反應物是磷和氧氣，生成物是五氧化二磷，反應條件是加熱，所以文字表達式是：磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷；反應的化學方程式是4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅．
（2）由于紅磷消耗了空氣中的氧氣使集氣瓶內(nèi)的壓強減小，打開止水夾后觀察到的現(xiàn)象是：水沿導管倒流進入集氣瓶中，倒流至集氣瓶容積的$\frac{1}{5}$處，可以得出空氣中氧氣的體積分數(shù)約為$\frac{1}{5}$；如果裝置漏氣會導致空氣中氧氣含量偏小，紅磷量太少沒有把裝置內(nèi)的氧氣消耗完，也會導致空氣中氧氣含量偏小，沒有冷卻到室溫就打開止水夾，也會導致空氣中氧氣含量偏��；
（3）五氧化二磷有毒，用②中點燃紅磷的方法會造成空氣污染．
答案：
（1）紅磷劇烈燃燒、放出大量熱和產(chǎn)生大量白煙；磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷（4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅）；
（2）$\frac{1}{5}$；紅磷量太少；
（3）造成空氣污染．

點評 本題考查學生對實驗原理與實驗操作的理解等，難度中等，清楚實驗原理是解題的關(guān)鍵，需要學生具備扎實的基礎(chǔ)知識與綜合運用知識分析問題、解決問題的能力．