Question

9．某同學(xué)設(shè)計(jì)了測(cè)定空氣中氧氣含量的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖，實(shí)驗(yàn)步驟如下：
①將圖中的集氣瓶分為5等份，并作好標(biāo)記．
②在帶橡皮塞和導(dǎo)管的燃燒匙內(nèi)裝入足量的紅磷，將導(dǎo)管上的止水夾夾緊，在酒精燈上點(diǎn)燃紅磷，并立即伸入集氣瓶?jī)?nèi)，塞緊橡皮塞．
③充分反應(yīng)后，待集氣瓶冷卻至室溫，打開止水夾．請(qǐng)回答下列問題：
（1）該實(shí)驗(yàn)中紅磷需稍過量，目的是確保集氣瓶?jī)?nèi)的氧氣消耗盡．
（2）步驟②集氣瓶中的現(xiàn)象是劇烈燃燒，發(fā)黃光，產(chǎn)生大量白煙，放熱
步驟③中打開止水夾后觀察到的現(xiàn)象是燒杯中的水倒流至集氣瓶，液面上升在一等分刻度處
由此可得出空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)約為$\frac{1}{5}$．
（3）該實(shí)驗(yàn)可推論出氮?dú)怆y（填“易”或“難”）溶于水和其化學(xué)性質(zhì)不活潑（填“活潑”或“不活潑”）的結(jié)論．
（4）寫出紅磷燃燒時(shí)的文字或符號(hào)表達(dá)式紅磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷（4P+5O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2P₂O₅）．
（5）已知木炭在空氣中燃燒生成二氧化碳?xì)怏w，某同學(xué)用足量的木炭粉代替紅磷做上述實(shí)驗(yàn)，結(jié)果實(shí)驗(yàn)失敗，請(qǐng)你幫他分析原因．
（6）在用紅磷燃燒實(shí)驗(yàn)中，空氣中體積分?jǐn)?shù)小于$\frac{1}{5}$的原因有哪些？（請(qǐng)寫出3條）

Answer 1

分析 實(shí)驗(yàn)的目的是測(cè)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(cè)定氧氣的目的．
（1）根據(jù)該實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)分析；
（2）根據(jù)紅磷的燃燒結(jié)合壓強(qiáng)知識(shí)分析，紅磷與氧氣反應(yīng)生成固體，消耗了瓶?jī)?nèi)的氣體，壓強(qiáng)減小，外界大氣壓會(huì)壓著水進(jìn)入集氣瓶；根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析；
（3）在該實(shí)驗(yàn)中，剩余的氣體主要是氮?dú)猓?br />（4）根據(jù)紅磷燃燒生成五氧化二磷固體解答；
（5）木炭和氧氣反應(yīng)又生成二氧化碳，沒有改變集氣瓶?jī)?nèi)的壓強(qiáng)；
（6）如果操作不當(dāng)，會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，甚至?xí)��?dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)的目的是測(cè)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(cè)定氧氣的目的，紅磷過量，可使集氣瓶中的氧氣完全消耗．
（2）步驟②集氣瓶中的現(xiàn)象是 劇烈燃燒，發(fā)黃光，產(chǎn)生大量白煙，放熱，步驟③中打開止水夾的現(xiàn)象是燒杯中的水倒流至集氣瓶，液面上升在一等分刻度處，由此得出的結(jié)論是：空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)約為五分之一；
（3）剩余的氣體主要是氮?dú)�，水進(jìn)入瓶?jī)?nèi)占五分之一，不再繼續(xù)進(jìn)入，說明氮?dú)獠荒芘c紅磷反應(yīng)，也不能溶于水或與水反應(yīng)；則該實(shí)驗(yàn)可推斷出氮?dú)?難溶于水和其化學(xué)性質(zhì) 不活潑的結(jié)論．
（4）紅磷燃燒生成五氧化二磷固體，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4P+5O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2P₂O₅；其反應(yīng)的文字表達(dá)式是：紅磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷；
（5）測(cè)定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)利用的是壓強(qiáng)的改變，所以若把紅磷換成木炭，木炭和氧氣反應(yīng)又生成二氧化碳，沒有改變集氣瓶?jī)?nèi)的壓強(qiáng)，達(dá)不到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?br />（6）裝置漏氣，都能夠?qū)е聹y(cè)定的空氣體積分?jǐn)?shù)小于五分之一．
故答案為：
（1）確保集氣瓶?jī)?nèi)的氧氣消耗盡；
（2）劇烈燃燒，發(fā)黃光，產(chǎn)生大量白煙，放熱；燒杯中的水倒流至集氣瓶，液面上升在一等分刻度處；$\frac{1}{5}$；
（3）難；不活潑；
（4）紅磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷（4P+5O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2P₂O₅）
（5）否，木炭和氧氣反應(yīng)又生成二氧化碳，沒有改變集氣瓶?jī)?nèi)的壓強(qiáng)，達(dá)不到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?br />（6）裝置漏氣，紅磷不足，沒有冷卻至室溫就打開彈簧夾．

點(diǎn)評(píng) 熟記用紅磷測(cè)定空氣里氧氣含量的實(shí)驗(yàn)原理、操作步驟、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)結(jié)論和注意事項(xiàng)是解答這類題目的基礎(chǔ)．