Question

14．在“空氣中氧氣含量的測定”實驗探究中，小涵設(shè)計了如圖實驗方案：
在燃燒匙內(nèi)盛過量紅磷，點燃后立即插入集氣瓶內(nèi)，塞緊橡皮塞，待紅磷火焰熄滅，集氣瓶冷卻至室溫，打開鐵夾，水注入集氣瓶．（實驗裝置如圖1所示）回答下列問題：

（1）該反應(yīng)的符號表達(dá)式是4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅．
（2）小涵用上述實驗裝置測定的結(jié)果是：空氣中氧氣含量與正常值有較明顯的偏差，其操作上的原因可能是（要求答出兩種）：①裝置漏氣；②紅磷不足．
（3）小盈也設(shè)計了一個實驗方案，裝置和操作同上，只不過用木炭代替紅磷．當(dāng)木炭停止燃燒，集氣瓶冷卻至室溫，打開鐵夾后，水能否進(jìn)入集氣瓶？不能為什么？木炭燃燒生成二氧化碳，不能產(chǎn)生壓強差
（4）若仍然用木炭代替紅磷，小盈的實驗方案應(yīng)作何改進(jìn)，才能保證實驗成功？在集氣瓶內(nèi)壁預(yù)先涂一層氫氧化鈉溶液；或在瓶塞上插入吸有氫氧化鈉溶液的膠頭滴管，在打開鐵夾前，將滴管中的氫氧化鈉溶液注入集氣瓶中（只需答出實驗方案中須改進(jìn)的地方）
（5）而小淳同學(xué)更是對實驗裝置進(jìn)行了大膽的改造，設(shè)計了如圖2所示的裝置．請根據(jù)圖示實驗回答下列問題：
①閉合電源開關(guān)，可以觀察到白磷燃燒，發(fā)出黃光，產(chǎn)生大量白煙．
②裝置冷卻到室溫時，可觀察到U型管內(nèi)左側(cè)液面上升至1刻度處．
③通過這個實驗得出結(jié)論：氧氣體積約占空氣總體積的$\frac{1}{5}$．
④此實驗還可推知反應(yīng)后剩余氣體的兩點性質(zhì)是：不溶于水、不支持燃燒．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)紅磷燃燒的反應(yīng)原理書寫表達(dá)式；
（2）造成實驗結(jié)果不準(zhǔn)確的原因可從是否進(jìn)入空氣和氧氣是否被全部消耗等方面分析；
（3）用其他試劑代替紅磷時，不應(yīng)生成氣體，會影響實驗結(jié)果；
（4）為了保證實驗結(jié)果，生成的氣體要吸收，吸收二氧化碳可用氫氧化鈉溶液；
（5）白磷的化學(xué)性質(zhì)與紅磷相似：在空氣中能燃燒，發(fā)出黃光，產(chǎn)生大量白煙；白磷燃燒消耗氧氣，故U型管內(nèi)的氣壓減小，液面上升；又因為氧氣約占空氣總體積的$\frac{1}{5}$，故上升至1刻度處；同時說明了剩余氣體不溶于水或不易溶于水，剩余白磷不再燃燒，說明剩余氣體不支持燃燒．

解答 解：（1）紅磷與氧氣在點燃的條件下生成五氧化二磷；
故答案為：4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅；
（2）造成實驗結(jié)果不準(zhǔn)確的原因可能是：瓶塞未塞緊或裝置漏氣，也可能是未等裝置就打開夾子讀數(shù)、紅磷不足；
故答案為：裝置漏氣；紅磷不足（合理均可）；
（3）木炭與氧氣反應(yīng)生成二氧化碳，不能產(chǎn)生壓強差，水不會流入集氣瓶，故不能用木炭代替紅磷；
故答案為：不能；木炭燃燒生成二氧化碳，不能產(chǎn)生壓強差；
（4）為了保證實驗結(jié)果，生成的氣體要吸收，吸收二氧化碳可用氫氧化鈉溶液；
故答案為：在集氣瓶內(nèi)壁預(yù)先涂一層氫氧化鈉溶液；或在瓶塞上插入吸有氫氧化鈉溶液的膠頭滴管，在打開鐵夾前，將滴管中的氫氧化鈉溶液注入集氣瓶中；
（5）閉合電源開關(guān)，金屬片通電放熱，可以觀察到白磷在空氣中能燃燒，發(fā)出黃光，產(chǎn)生大量白煙；白磷燃燒消耗氧氣，故U型管內(nèi)的氣壓減小，液面上升；又因為氧氣約占空氣總體積的$\frac{1}{5}$，故上升至1刻度處；同時說明了剩余氣體不溶于水或不易溶于水，剩余白磷不再燃燒，說明剩余氣體不支持燃燒；
故答案為：
①燃燒，發(fā)出黃光，產(chǎn)生大量白煙；
②上升至1刻度處；
③氧氣體積約占空氣總體積的$\frac{1}{5}$；
④不溶于水、不支持燃燒（合理均可）．

點評 本題較為全面地考查了空氣中氧氣含量測定實驗，能很好的從不同知識層面考查學(xué)生對知識的掌握和應(yīng)用情況．