Question

【題目】某興趣小組開展“測(cè)定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)”的探究實(shí)驗(yàn)。

（1）（分組實(shí)驗(yàn)）在討論的基礎(chǔ)上，他們分組進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示(裝置氣密性良好)。

實(shí)驗(yàn)過程中紅磷燃燒的主要現(xiàn)象是________ ，反應(yīng)的文字表達(dá)式為________ 。

（2）紅磷熄滅后，集氣瓶冷卻至室溫，打開彈簧夾，水能倒吸入集氣瓶的原因是________ 。

（3）紅磷熄滅后，集氣瓶?jī)?nèi)剩下的氣體主要是________ (填化學(xué)符號(hào))，該氣體________ (填“支持”或“不支持”)燃燒。

（4）若燃燒匙內(nèi)所裝紅磷的量偏少，則測(cè)出的氧氣的含量偏________（填“低“或”高“）

（5）（實(shí)驗(yàn)拓展）

小明將壓強(qiáng)傳感器與圖1裝置連接，精確地記錄并保存了實(shí)驗(yàn)過程中集氣瓶?jī)?nèi)的壓強(qiáng)變化曲線，如圖2所示。

根據(jù)上圖請(qǐng)描述紅磷燃燒開始后，集氣瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)隨時(shí)間變化的情況是________，原因是________。

（6）實(shí)驗(yàn)過程中，連接數(shù)字傳感器，測(cè)得圖1裝置中氧氣的體積分?jǐn)?shù)隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖3所示，據(jù)圖可得出的結(jié)論是________。

（7）結(jié)合你的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，若要尋找紅磷的替代物，用圖1裝置測(cè)定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)，該替代物應(yīng)滿足的條件是________（寫一點(diǎn)即可）。

Answer 1

【答案】產(chǎn)生了大量的白煙，放出熱量 磷+氧氣 五氧化二磷 氧氣被消耗，集氣瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)小于大氣壓 N2 不支持 低 先變大后變小 紅磷燃燒放出熱量，造成裝置內(nèi)的氣體體積膨脹，壓強(qiáng)增大，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，氧氣的消耗，裝置內(nèi)的壓強(qiáng)減小 用紅磷燃燒法測(cè)空氣中氧氣含量不嚴(yán)謹(jǐn)(合理即可) 能夠和氧氣反應(yīng)，生成物不影響測(cè)定結(jié)果

【解析】

（1）實(shí)驗(yàn)過程中紅磷燃燒的主要現(xiàn)象是劇烈燃燒，產(chǎn)生大量的白煙，放出熱量。其反應(yīng)的文字表達(dá)式為：磷+氧氣 五氧化二磷；

（2）紅磷熄滅后，集氣瓶冷卻至室溫，打開彈簧夾，水能倒吸入集氣瓶的原因是紅磷燃燒，氧氣被消耗，集氣瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)減小，小于外界大氣壓，水會(huì)倒吸入集氣瓶；

（3）紅磷熄滅后，集氣瓶?jī)?nèi)剩下的氣體主要是 N2， 說明該氣體不支持燃燒。

（4）若燃燒匙內(nèi)所裝紅磷的量偏少，那么消耗集氣瓶中氧氣比較少，則測(cè)出的氧氣的含量偏低。

（5）根據(jù)題目中的圖像可知，紅磷燃燒開始后，集氣瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)隨時(shí)間變化的情況是先變大后變小，其原因是紅磷燃燒放出熱量，造成裝置內(nèi)的氣體體積膨脹，壓強(qiáng)增大，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，氧氣的不斷消耗，裝置內(nèi)的壓強(qiáng)會(huì)減小到一定的值；

（6）根據(jù)圖3中的信息可知，實(shí)驗(yàn)過程中，連接數(shù)字傳感器，測(cè)得圖1裝置中氧氣的體積分?jǐn)?shù)隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖3所示，氧氣的體積分?jǐn)?shù)沒有降低到0，只是降低到8.6%左右，可得出的結(jié)論是用紅磷燃燒法測(cè)空氣中氧氣含量不嚴(yán)謹(jǐn)，需要改進(jìn)。

（7）若要尋找紅磷的替代物，用圖1裝置測(cè)定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)，該替代物應(yīng)滿足的條件是能夠和氧氣反應(yīng)，生成物最好是固態(tài)或液態(tài)，要形成明顯的壓強(qiáng)差，不要影響測(cè)定結(jié)果。