Question

5．某實(shí)驗(yàn)小組進(jìn)行了如圖所示的實(shí)驗(yàn)．將過量紅磷點(diǎn)燃后插入集氣瓶中，塞緊橡皮塞，可以看到紅磷燃燒所產(chǎn)生大量白煙，待燃燒停止并冷卻到室溫后，打開止水夾，可觀察到燒杯中的水進(jìn)入集氣瓶內(nèi)，進(jìn)入水的體積大約占原瓶內(nèi)空氣體積的$\frac{1}{5}$．

（1）上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以得出許多結(jié)論，請(qǐng)寫出兩條．氧氣約占原瓶內(nèi)空氣體積的$\frac{1}{5}$，燃燒與氧氣接觸
（2）水自動(dòng)進(jìn)入集氣瓶的直接原因是紅磷燃燒，消耗掉集氣瓶中的氧氣；由于反應(yīng)消耗了集氣瓶中的氧氣，使瓶內(nèi)氣壓減小，從而使集氣瓶內(nèi)外產(chǎn)生了壓強(qiáng)差，燒杯中的水倒吸進(jìn)集氣瓶．
（3）如果進(jìn)入集氣瓶內(nèi)水的體積，明顯小于瓶內(nèi)空氣體積的$\frac{1}{5}$，其原因可能是AB．
A．使用的紅磷量不足     
B．沒塞緊瓶塞
C．沒夾緊止水夾，紅磷燃燒時(shí)瓶內(nèi)空氣受熱從導(dǎo)管逸出
D．插入燃燒匙速度太慢，塞緊瓶塞前，瓶內(nèi)部分空氣受熱逸出
（4）若空氣中氮?dú)庖材芎图t磷反應(yīng)，能否用該方法來測定空氣中氧氣的含量？不能．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)紅磷燃燒，消耗掉集氣瓶中的氧氣解答，根據(jù)由可燃物燃燒的條件：①物質(zhì)具有可燃性 ②與氧氣接觸 ③溫度達(dá)到可燃物的著火點(diǎn)，進(jìn)行分析解答；
（2）根據(jù)集氣瓶內(nèi)外產(chǎn)生了壓強(qiáng)差解答；
（3）根據(jù)若實(shí)驗(yàn)中測得氧氣的體積分?jǐn)?shù)低于$\frac{1}{5}$，則造成此誤差的原因可能有紅磷量太少，沒有把裝置內(nèi)的氧氣完全消耗；塞子未緊，裝置漏氣；未冷卻到室溫便測量．
（4）用來空氣成分測定時(shí)，只能和空氣中單一成分反應(yīng)，否則無法判定反應(yīng)掉的成分的比例．

解答 解：
（1）該實(shí)驗(yàn)中過量的紅磷燃燒，消耗掉集氣瓶中的氧氣；由于反應(yīng)消耗了集氣瓶中的氧氣，使瓶內(nèi)氣壓減小，從而使集氣瓶內(nèi)外產(chǎn)生了壓強(qiáng)差，故燒杯中的水倒吸進(jìn)集氣瓶，約占原瓶內(nèi)空氣體積的$\frac{1}{5}$；從而確定氧氣在空氣中的體積分?jǐn)?shù)．據(jù)燃燒要同時(shí)滿足的三個(gè)條件：①物質(zhì)具有可燃性、②與氧氣接觸、③溫度達(dá)到可燃物的著火點(diǎn)可知，細(xì)砂完全覆蓋紅磷，由于紅磷沒有與氧氣接觸，故看不到明顯現(xiàn)象；將砂子撥開露出紅磷，由于紅磷能與空氣接觸且溫度已經(jīng)達(dá)到了著火點(diǎn)，故會(huì)看到紅磷燃燒．
（2）該實(shí)驗(yàn)中過量的紅磷燃燒，消耗掉集氣瓶中的氧氣；由于反應(yīng)消耗了集氣瓶中的氧氣，使瓶內(nèi)氣壓減小，從而使集氣瓶內(nèi)外產(chǎn)生了壓強(qiáng)差，故燒杯中的水倒吸進(jìn)集氣瓶；
（3）可能的原因有：①裝置的氣密性不好；②紅磷的量不足，集氣瓶中的氧氣沒有完全反應(yīng)；③未待整個(gè)裝置冷卻至室溫就打開止水夾．造成水進(jìn)入集氣瓶不到集氣瓶體積的$\frac{1}{5}$．插入燃燒匙速度太慢，塞緊瓶塞前，瓶內(nèi)部分空氣受熱逸出，會(huì)使結(jié)果偏高；
（4）用來空氣成分測定時(shí)，只能和空氣中單一成分反應(yīng)，否則無法判定反應(yīng)掉的成分的比例．當(dāng)?shù)獨(dú)庖材芎土追磻?yīng)時(shí)，我們就無法準(zhǔn)確知道多少體積變化是由于紅磷和氧氣反應(yīng)所致，所以當(dāng)?shù)獨(dú)庖材芎图t磷反應(yīng)時(shí)不能用于空氣成分的測定．
答案：
（1）氧氣約占原瓶內(nèi)空氣體積的$\frac{1}{5}$，燃燒與氧氣接觸
（2）紅磷燃燒，消耗掉集氣瓶中的氧氣；由于反應(yīng)消耗了集氣瓶中的氧氣，使瓶內(nèi)氣壓減小，從而使集氣瓶內(nèi)外產(chǎn)生了壓強(qiáng)差，燒杯中的水倒吸進(jìn)集氣瓶
（3）AB
（4）不能．

點(diǎn)評(píng) 本題難度不大，但綜合性較強(qiáng)、思維跨度大，考查同學(xué)們靈活運(yùn)用所學(xué)的紅磷的知識(shí)解題的能力．