Question

13．根據(jù)課本上用紅磷測定空氣中氧氣含量的實(shí)驗(yàn)，回答下列問題：
（1）紅磷需稍過量，原因是盡可能把氧氣反應(yīng)掉，紅磷 在空氣中燃燒的文字表達(dá)式是磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷；
能否用木炭代替紅磷不能（選填“能”或“不能”）做此實(shí)驗(yàn)．
（2）如果實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏小，請你寫出1個(gè)可能原因：紅磷過少或裝置漏氣或沒有等裝置冷卻到室溫就讀數(shù)等．
（3）該實(shí)驗(yàn)還能得到氮?dú)獾囊粭l物理性質(zhì)是：氮?dú)怆y溶于水．
（4）如圖是“空氣中氧氣含量測定”實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)裝置．主要操作是：在實(shí)際容積為120mL的集氣瓶里，先裝進(jìn)20mL的水，再按圖連好儀器，按下熱的玻璃棒，白磷立即被點(diǎn)燃．
①白磷從燃燒到熄滅冷卻的過程中，瓶內(nèi)水面的變化是先下降后上升；若實(shí)驗(yàn)非常成功，最終集氣瓶中水的體積約為20mL．
②集氣瓶里預(yù)先裝進(jìn)的20mL水，在實(shí)驗(yàn)過程中起到哪些作用？abc（填寫序號）
a．加快集氣瓶冷卻        b．液封導(dǎo)氣管末端以防氣體逸出c．緩沖集氣瓶內(nèi)氣壓的驟然升高．

Answer 1

分析 根據(jù)已有的知識進(jìn)行分析，空氣中氧氣約占其體積的五分之一，測定時(shí)可以使用紅磷燃燒消耗氧氣使瓶內(nèi)壓強(qiáng)減小的方法，磷燃燒能生成五氧化二磷；進(jìn)行此實(shí)驗(yàn)時(shí)，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．根據(jù)白磷從燃燒到熄滅冷卻的過程中，瓶內(nèi)水面的變化是：先下降后上升，因?yàn)槠績?nèi)的氣體先受熱體積膨脹，后冷卻縮小進(jìn)行解答．

解答 解：（1）為了使實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確，要用過量的紅磷確保氧氣被完全消耗掉；磷與氧氣在點(diǎn)燃條件下反應(yīng)生成五氧化二磷；而碳的燃燒會生成二氧化碳，會占據(jù)消耗氧氣的空間，所以不能用碳代替紅磷；故答案為：盡可能把氧氣反應(yīng)掉；磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷；不能；
（2）通過實(shí)驗(yàn)測得的空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)與正常值相比偏小，其中可能的原因有：紅磷的量不足，未將瓶內(nèi)空氣中的氧氣全部消耗掉，裝置漏氣，未冷卻至室溫就讀數(shù)等．故填：紅磷過少；裝置漏氣或沒有等裝置冷卻到室溫就讀數(shù)等；
（3）由本實(shí)驗(yàn)還可以推知氮?dú)庑再|(zhì)有氮?dú)怆y溶于水；故填：難溶于水；
（4）①白磷從燃燒到熄滅冷卻的過程中，瓶內(nèi)水面的變化是：先下降后上升，因?yàn)槠績?nèi)的氣體先受熱體積膨脹，后冷卻；若實(shí)驗(yàn)非常成功，最終集氣瓶中水的體積約為：（120mL-20mL）×$\frac{1}{5}$=20mL；
②集氣瓶里預(yù)先裝進(jìn)的水的作用：加快集氣瓶冷卻、液封導(dǎo)氣管末端以防氣體逸出、緩沖集氣瓶內(nèi)氣壓的驟然升高．
故填：①先下降后上升；20；②abc．

點(diǎn)評 本題主要考查用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)，難度稍大．