Question

6．小明利用如圖1所示的裝置測定空氣中氧氣的含量（體積分?jǐn)?shù)）．請根據(jù)他的操作回答下列問題：
（1）檢查整個(gè)裝置的氣密性后，將c處的止水夾夾緊，點(diǎn)燃紅磷后，迅速插入左邊的廣口瓶中；紅磷燃燒時(shí)最明顯的現(xiàn)象是產(chǎn)生大量白煙；紅磷燃燒的文字表達(dá)式為磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷．
（2）待燃燒停止，將c處的止水夾打開．結(jié)果發(fā)現(xiàn)燒杯中的水進(jìn)入到廣口瓶中，且占廣口瓶體積的約$\frac{1}{8}$，則該同學(xué)測得的空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)為12.5%．與理論值21%相比較，產(chǎn)生誤差的原因很可能是②③．（填序號(hào)）
①紅磷過量②裝置漏氣   ③沒有冷卻至室溫就打開止水夾
（3）實(shí)驗(yàn)完畢后，剩余氣體主要是氮?dú)�；由此可以推測出剩余氣體具有哪些化學(xué)性質(zhì)？不可燃、不支持燃燒、不與磷反應(yīng)、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定等；
（4）若將紅磷換成木炭，該實(shí)驗(yàn)?zāi)芊瘾@得成功否（填“能”或“否”）？
（5）小剛進(jìn)行了大膽改進(jìn)，用圖2所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（試管的容積為45mL、注射器的針筒潤滑性非常好，不考慮摩擦力），收到了良好的效果．點(diǎn)燃紅磷前活塞在20mL刻度處．待紅磷與氧氣充分反應(yīng)，且裝置完全冷卻后，注射器的活塞將停留在7ml刻度處（結(jié)果取整數(shù)）．

Answer 1

分析 （1）紅磷在空氣中燃燒時(shí)能夠產(chǎn)生大量白煙，放出大量的熱，生成白色固體五氧化二磷；
（2）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；
（3）實(shí)驗(yàn)完畢后，剩余氣體主要是氮?dú)猓?br />（4）木炭燃燒生成二氧化碳?xì)怏w；
（5）根據(jù)試管和注射器的體積求出空氣的體積進(jìn)而求出氧氣的體積進(jìn)行解答．

解答 解：（1）紅磷燃燒時(shí)最明顯的現(xiàn)象是產(chǎn)生大量白煙；文字表達(dá)式為磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以知道紅磷燃燒消耗掉氧氣，瓶內(nèi)壓強(qiáng)較小，打開彈簧夾，觀察到燒杯中的水進(jìn)入集氣瓶，瓶內(nèi)水面上升約占集氣瓶容積的八分之一，該同學(xué)測得的空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)為$\frac{1}{8}$×100%=12.5%．與理論值21%相比較，產(chǎn)生誤差的原因很可能原因是：裝置漏氣，或紅磷不足，或裝置未冷卻等．
（3）實(shí)驗(yàn)完畢后，剩余氣體主要是氮?dú)�；得出氮�(dú)獾囊恍┬再|(zhì)：無色無味的氣體，難溶于水，即不能燃燒也不能支持燃燒等．
（4）用木炭替代紅磷做上述實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)集氣瓶內(nèi)并沒有吸入水，其原因是生成物中含有二氧化碳?xì)怏w，導(dǎo)致反應(yīng)前后壓強(qiáng)變化不明顯．
（5）因?yàn)檠鯕饧s占空氣體積的$\frac{1}{5}$，而試管的容積是45mL，當(dāng)其內(nèi)氧氣被耗盡時(shí)氣體減少的體積為：（45mL+20mL）×$\frac{1}{5}$，所以活塞所處的刻度值為20mL-（45mL+20mL）×$\frac{1}{5}$=7mL
故答案為：（1）產(chǎn)生大量白煙；
磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷．
（2）12.5； ②③
（3）氮?dú)?nbsp;     不可燃、不支持燃燒、不與磷反應(yīng)、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定等
（4）否
（5）7

點(diǎn)評 測定空氣中氧氣的含量時(shí)，消耗氧氣的物質(zhì)應(yīng)該具備的條件是：能和空氣中的氧氣反應(yīng)，不能和空氣中的其它物質(zhì)反應(yīng)，并且生成物是固體．