Question

5．甲同學(xué)設(shè)計了如圖所示的實驗裝置測定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)，實驗步驟如下：
①將集氣瓶的容積劃分為5等份，并做好標(biāo)記．
②在燃燒匙中裝入過量紅磷，將導(dǎo)管上的止水夾夾緊，點燃紅磷，并迅速伸人集氣瓶內(nèi)，塞緊橡皮塞．
③待集氣瓶冷卻至室溫，打開止水夾．
回答下列問題：
（1）實驗時，燃燒匙里的紅磷需過量，其目的是確保集氣瓶內(nèi)的氧氣消耗盡．
（2）實驗還可得出與氮氣有關(guān)的性質(zhì)有氮氣不溶于水，不支持燃燒．
（3）實驗測出的空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)低于$\frac{1}{5}$，分析造成誤差的原因可能是紅磷的量不足；裝置漏氣等．
（4）請寫出紅磷燃燒的文字表達式紅磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)該實驗注意事項分析；
（2）根據(jù)紅磷的燃燒結(jié)合壓強知識分析，紅磷與氧氣反應(yīng)生成固體，消耗了瓶內(nèi)的氣體，壓強減小，外界大氣壓會壓著水進入集氣瓶；根據(jù)實驗現(xiàn)象分析；
（3）造成測得氧氣的體積分?jǐn)?shù)小于五分之一的因素可以從以下四個方面考慮：①裝置是否漏氣②紅磷的用量是否充足③瓶內(nèi)的氧氣是否耗盡④裝置是否冷卻到室溫；
（4）根據(jù)化學(xué)反應(yīng)文字表達式的書寫分析．

解答 解：（1）實驗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)生壓強差，水被吸入占據(jù)氧氣的空間，從而達到測定氧氣的目的，紅磷過量，可使集氣瓶中的氧氣完全消耗．
（2）紅磷與氧氣反應(yīng)，生成了五氧化二磷固體，所以會導(dǎo)致集氣瓶內(nèi)壓強減小，水被壓入集氣瓶，進入的水量正好占據(jù)集氣瓶內(nèi)氧氣的空間，約為集氣瓶體積的五分之一；據(jù)實驗現(xiàn)象可得出空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)約為五分之一；剩余的氣體主要是氮氣，水進入瓶內(nèi)占五分之一，不再繼續(xù)進入說明氮氣不能與紅磷反應(yīng)，也不能溶于水或與水反應(yīng)；
（3）測定空氣中氧氣的含量實驗原理：利用紅磷燃燒消耗空氣中的氧氣，使左邊集氣瓶內(nèi)氣體體積變小，壓強變小，從而在外部大氣壓的作用下使燒杯內(nèi)的水進入集氣瓶，通過測量進入集氣瓶中水的量來確定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)．如果所用紅磷的量不足，造成瓶內(nèi)空氣中的氧氣沒有完全被消耗，所以會使所測得的氧氣的體積分?jǐn)?shù)偏��；如果裝置漏氣，則形成的壓強差會從漏氣的地方進入空氣，也會導(dǎo)致進入集氣瓶的水的量偏小，即測得氧氣的體積分?jǐn)?shù)偏��；故答案為：紅磷的量不足；裝置漏氣等．
（4）紅磷燃燒生成五氧化二磷，反應(yīng)的文字表達式是紅磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷．
故答案為：（1）確保集氣瓶內(nèi)的氧氣消耗盡；
（2）氮氣不溶于水，不支持燃燒；
（3）紅磷的量不足；裝置漏氣等；
（4）紅磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷．

點評 熟記用紅磷測定空氣里氧氣含量的實驗原理、操作步驟、實驗現(xiàn)象、實驗結(jié)論和注意事項是解答這類題目的基礎(chǔ)．