Question

16．圖A所示是用紅磷在空氣中燃燒的方法測定空氣中氧氣含量．（在集氣瓶中裝入少許水，會使生成的五氧化二磷煙狀物迅速溶解）．

（1）實驗原理：①磷在空氣中燃燒反應(yīng)的文字表達式紅磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷．
②密閉的裝置內(nèi)，由于氧氣被消耗，生成固體物質(zhì)，該裝置內(nèi)氣體壓強變小．
（2）實驗探究：
第一步：集氣瓶裝入少許水，然后將集氣瓶空的容積劃分為五等份，并做好標記．
第二步：點燃燃燒匙內(nèi)的紅磷，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，進入集氣瓶中水的體積約為集氣瓶總?cè)莘e的$\frac{1}{5}$．
（3）實驗結(jié)論：①空氣中氧氣約占空氣總體積的$\frac{1}{5}$．
②該實驗證明了氧氣具有助燃 的性質(zhì)．
同時也證明了氮氣有哪些性質(zhì)？氮氣不燃燒；不支持燃燒的性質(zhì)（寫一點）
（4）反思與評價：①實驗完畢，若進入集氣瓶中水的體積不到總?cè)莘e的$\frac{1}{5}$，你認為導(dǎo)致這一結(jié)果的原因可能是裝置漏氣；紅磷的量不足等．（寫一點）
②某同學對實驗進行反思后，提出了改進方法（如圖B所示），你認為改進后的優(yōu)點是：裝置始終密閉，空氣沒有逸出，實驗結(jié)果準確．
（5）拓展遷移：已知：鎂在氧氣中燃燒生成氧化鎂，鎂在氮氣中燃燒生成氮化鎂（固體），能否用鎂代替紅磷測定空氣中氧氣的含量？并簡要說明理由．
答：不能 （填“能”或“不能”），理由鎂除了能和氧氣反應(yīng)外還能和氮氣反應(yīng)，這樣會導(dǎo)致水面上升超過$\frac{1}{5}$，不能確定氧氣的含量．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)該反應(yīng)的反應(yīng)物生成物以及條件書寫即可；根據(jù)磷的燃燒消耗氧氣導(dǎo)致裝置中的氣體減小分析解答即可；
（3）根據(jù)實驗的現(xiàn)象判斷該實驗?zāi)軌蛘f明的問題；
（4）根據(jù)實驗中容易出現(xiàn)的情況以及導(dǎo)致的誤差分析解答即可；
（5）依據(jù)鎂的性質(zhì)以及該實驗的原理分析解答即可；

解答 解：（1）①紅磷燃燒的方程式為紅磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷；②該裝置中磷的燃燒會消掉空氣中的氧氣，從而導(dǎo)致容器內(nèi)壓強會變��；
（3）①根據(jù)待紅磷熄滅并冷卻后，集氣瓶中的氧氣被消耗打開彈簧夾，發(fā)現(xiàn)水被吸入集氣瓶中，進入集氣瓶中水的體積約為集氣瓶總?cè)莘e的$\frac{1}{5}$．可以說明空氣中氧氣約占空氣總體積的$\frac{1}{5}$；
②該實驗?zāi)軌蜃C明氧氣能夠支持燃燒，反應(yīng)后的剩余氣體主要是氮氣，由于紅磷不能繼續(xù)燃燒所以可以體現(xiàn)氮氣不燃燒也不支持燃燒的性質(zhì)；
（4）①實驗完畢，若進入集氣瓶中水的體積不到總?cè)莘e的$\frac{1}{5}$，導(dǎo)致這一結(jié)果的原因可能是裝置漏氣或紅磷量不足等原因；
②改進后的裝置直接通過聚太陽光而引燃磷，避免了再次打開瓶塞而保持裝置始終密封，減少了操作中人為因素所造成的偏差，可得到更準確的實驗結(jié)果．
（5）該實驗中不能用鎂代替紅磷測定空氣中氧氣的含量；其原因是鎂除去能和氧氣反應(yīng)外還能和氮氣反應(yīng)，這樣會導(dǎo)致水面上升超過$\frac{1}{5}$，不能確定氧氣的含量；
故答案為：（1）①紅磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷；②氧氣；變小；
（3）$\frac{1}{5}$；
②助燃；氮氣不燃燒；不支持燃燒的性質(zhì)；
（4）①裝置漏氣；紅磷的量不足等；②裝置始終密閉，空氣沒有逸出，實驗結(jié)果準確；
（5）不能；鎂除了能和氧氣反應(yīng)外還能和氮氣反應(yīng)，這樣會導(dǎo)致水面上升超過$\frac{1}{5}$，不能確定氧氣的含量．

點評 本考點是測定氧氣在空氣中的體積分數(shù)，實驗中要注意裝置的嚴密性、所用藥品的量、生成物的狀態(tài)、氧氣不足$\frac{1}{5}$的誤差分析、對實驗現(xiàn)象的分析等，培養(yǎng)了學生的分析推理能力和嚴謹?shù)膶嶒瀾B(tài)度．