Question

用來測定空氣成分的方法很多，如圖Ⅰ所示的是用紅磷在空氣中燃燒的測定方法．實(shí)驗(yàn)過程是：

第一步：將集氣瓶容積劃分為五等份，并做好標(biāo)記．
第二步：點(diǎn)燃燃燒匙內(nèi)的紅磷，迅速伸入集氣瓶中并把塞子塞緊．
第三步：待紅磷熄滅并冷卻后，打開彈簧夾，發(fā)現(xiàn)水被吸入集氣瓶中，進(jìn)入集氣瓶中水的體積約為集氣瓶總?cè)莘e的

1

5

．
請完成下列問題：
（1）紅磷在集氣瓶中發(fā)生反應(yīng)的文字表達(dá)為

 

．該實(shí)驗(yàn)中紅磷稍過量，目的是

 

．
（2）該實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)論是

 

．
（3）若將紅磷換成木炭，該實(shí)驗(yàn)?zāi)芊瘾@得成功？寫出理由

 

．
（4）實(shí)驗(yàn)完畢，若進(jìn)入集氣瓶中水的體積不到總?cè)莘e的

1

5

，你認(rèn)為導(dǎo)致這一結(jié)果的原因可能是

 

、

 

．
（5）某同學(xué)對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行反思后，提出了改進(jìn)方法（如圖Ⅱ所示），你認(rèn)為改進(jìn)后的優(yōu)點(diǎn)是：

 

．

Answer 1

分析：根據(jù)紅磷燃燒的現(xiàn)象和測定空中氧氣體積分?jǐn)?shù)的原理、注意事項(xiàng)分析．我們常用燃燒紅磷或白磷的方法，因?yàn)榱兹紵�生成白色固體五氧化二磷，幾乎不占空間，使得內(nèi)外產(chǎn)生氣壓差，從而得到正確的結(jié)論．保證本實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵是：①裝置氣密性好；②紅磷要足量；③要冷卻至室溫再讀數(shù)．

解答：解：（1）磷與氧氣在點(diǎn)燃條件下反應(yīng)生成五氧化二磷，反應(yīng)文字表達(dá)式為：磷+氧氣

點(diǎn)燃

五氧化二磷；實(shí)驗(yàn)的目的是測定空氣中氧氣含量，原理是消耗氧氣使裝置內(nèi)外產(chǎn)生壓強(qiáng)差，水被吸入占據(jù)氧氣的空間，從而達(dá)到測定氧氣的目的，紅磷過量，可使集氣瓶中的氧氣完全消耗．
（2）打開彈簧夾后，有水進(jìn)入集氣瓶且約占集氣瓶剩余體積的五分之一；可得出氧氣約占空氣體積的五分之一．
（3）使用木炭，由于碳燃燒生成的是二氧化碳?xì)怏w，壓強(qiáng)變化不大，故不能測得氧氣的含量．
（4）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，所以本題答案為：紅磷的量不夠；裝置可能漏氣；未冷卻到室溫就打開彈簧夾；
（5）改進(jìn)后裝置的優(yōu)點(diǎn)是：氣密性好，可減小誤差，防止生成的五氧化二磷逸散到空氣中污染空氣．
故答案為：（1）磷+氧氣

點(diǎn)燃

五氧化二磷；使集氣瓶中的氧氣完全消耗
（2）氧氣約占空氣體積的五分之一
（3）否；因?yàn)槟咎咳紵�生成二氧化碳是氣體，瓶內(nèi)的壓強(qiáng)沒有明顯的改變
（4）紅磷的量不夠；裝置可能漏氣
（5）氣密性好，可減小誤差，防止生成的五氧化二磷逸散到空氣中污染空氣

點(diǎn)評：本考點(diǎn)是測定氧氣在空氣中的體積分?jǐn)?shù)，實(shí)驗(yàn)中要注意裝置的嚴(yán)密性、所用藥品的量、生成物的狀態(tài)、誤差分析、對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析等，培養(yǎng)了學(xué)生的分析推理能力和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)態(tài)度．