Question

4．某化學(xué)興趣小組對教材中“測定空氣里氧氣含量”的實(shí)驗(yàn)（見圖I）進(jìn)行了大膽改進(jìn)，設(shè)計(jì)圖（Ⅱ）（選用容積為45mL的18×180mm的試管作反應(yīng)容器）實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行，收到了良好的效果．請你對比分析圖I、圖Ⅱ?qū)嶒?yàn)，回答下列有關(guān)問題：
 
（1）圖I實(shí)驗(yàn)中紅磷燃燒的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是：紅磷燃燒，產(chǎn)生大量白煙，等A瓶冷卻后打開彈簧夾，現(xiàn)象為燒杯中的水沿導(dǎo)氣管進(jìn)入集氣瓶，約占集氣瓶剩余容積的五分之一．變化過程用文字表示為磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷，該反應(yīng)屬于化合反應(yīng)．
（2）進(jìn)入集氣瓶中水的體積明顯小于$\frac{1}{5}$，原因是紅磷的量太少（或裝置漏氣）（答一條）．
（3）通過實(shí)驗(yàn)，還可以推斷集氣瓶中剩余氣體的性質(zhì)是既不溶于水，也不支持燃燒．
（4）某同學(xué)用圖Ⅱ?qū)嶒?yàn)的操作步驟如下：
①點(diǎn)燃酒精燈．
②撤去酒精燈，待試管冷卻后松開止水夾．
③將少量紅磷平裝入試管中，將20mL的注射器活塞置于10mL刻度處，并按圖Ⅱ中所示的連接方式固定好，再將止水夾夾緊橡皮管．
④讀取注射器活塞的數(shù)據(jù)．你認(rèn)為正確的實(shí)驗(yàn)操作順序是③①②④（填序號）．
（5）圖Ⅱ?qū)嶒?yàn)中，注射器活塞將從10mL刻度處慢慢前移到約為1mL刻度處才停止．
（6）對照圖I、圖Ⅱ?qū)嶒?yàn)，圖Ⅱ?qū)嶒?yàn)的裝置有何優(yōu)點(diǎn)？紅磷燃燒的產(chǎn)物不污染空氣（或能讀出燃燒時(shí)消耗氧氣的體積，減小實(shí)驗(yàn)誤差）（回答一點(diǎn)即可）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)紅磷在空氣中燃燒的現(xiàn)象、反應(yīng)原理以及反應(yīng)的基本類型判斷方法來分析；
（2）如果裝置漏氣，紅磷不足，沒有冷卻至室溫就打開彈簧夾，都能夠?qū)е逻M(jìn)入集氣瓶中的水不到集氣瓶容積的五分之一；
（3）根據(jù)氮?dú)怆y溶于水和其化學(xué)性質(zhì)不活潑解答；
（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的步驟來分析；
（5）氧氣約占空氣總體積的五分之一；
（6）不同是實(shí)驗(yàn)裝置，優(yōu)缺點(diǎn)不同．

解答 解：（1）圖I實(shí)驗(yàn)中紅磷燃燒的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是：產(chǎn)生大量的白煙，放出大量的熱．等A瓶冷卻后打開止水夾，現(xiàn)象為：燒杯中的水倒流進(jìn)集氣瓶，約占瓶內(nèi)體積的五分之一
該反應(yīng)由磷與氧氣在點(diǎn)燃條件下反應(yīng)生成五氧化二磷．該反應(yīng)的文字表達(dá)式為：磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷．該反應(yīng)由兩種物質(zhì)反應(yīng)生成一種物質(zhì)，符合化合反應(yīng)的概念，屬于化合反應(yīng)；故填：紅磷燃燒，產(chǎn)生大量白煙；燒杯中的水沿導(dǎo)氣管進(jìn)入集氣瓶，約占集氣瓶剩余容積的五分之一；磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷；化合反應(yīng)；
（2）若用圖I裝置實(shí)驗(yàn)結(jié)果是：空氣中氧氣含量比正常值偏小，其操作上的原因可能是沒有冷卻至室溫就打開彈簧夾．故填：紅磷的量太少（或裝置漏氣）（答案合理即可）；
（3）通過實(shí)驗(yàn)還可以推斷集氣瓶中氮?dú)怆y溶于水和其化學(xué)性質(zhì)不活潑．故填：既不溶于水，也不支持燃燒；
（4）圖Ⅱ?qū)嶒?yàn)正確的實(shí)驗(yàn)操作順序是：③①②④．故填：③①②④；
（5）圖II所示實(shí)驗(yàn)中，試管中的氧氣體積為：45mL×$\frac{1}{5}$=9mL，注射器活塞將從10mL刻度處慢慢前移到約1mL刻度處才停止．
故填：1；
（6）對照圖I實(shí)驗(yàn)，圖Ⅱ?qū)嶒?yàn)具有以下優(yōu)點(diǎn)：減少實(shí)驗(yàn)誤差，節(jié)省燃料，不污染環(huán)境，便于讀數(shù)．故答案為：紅磷燃燒的產(chǎn)物不污染空氣（或能讀出燃燒時(shí)消耗氧氣的體積，減小實(shí)驗(yàn)誤差）（答案合理即可）．

點(diǎn)評 本題主要考查用紅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．