Question

3．（1）某化學(xué)興趣小組的同學(xué)按圖1所示做“測定空氣中氧氣體積分?jǐn)?shù)”的實驗．將集氣瓶容積分為五等份，做上記號．用止水夾夾緊乳膠管．點燃燃燒匙內(nèi)足量的紅磷后，立即伸入瓶中并把塞子塞緊．

①寫出紅磷在空氣中燃燒的文字表達(dá)式：磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷，燃燒的現(xiàn)象是產(chǎn)生大量白煙，放出熱量．
②紅磷燃燒一段時間后，自動熄滅了，你認(rèn)為原因是瓶內(nèi)氧氣耗盡．
③待紅磷熄滅并冷卻后，打開止水夾，觀察到燒杯中的水進(jìn)入集氣瓶，瓶內(nèi)水面最終上升約至1刻度處．由此可知氧氣約占空氣總體積的$\frac{1}{5}$．
④實驗中使用了過量的紅磷，但實驗結(jié)果還是偏小了，分析可能的原因是紅磷的量不足或沒有冷卻到室溫就打開彈簧夾（只寫一條）．
⑤紅磷熄滅后，集氣瓶內(nèi)剩下的氣體主要是氮氣，由此實驗可知該氣體不支持（填“支持”或“不支持”）燃燒，該氣體的一條物理性質(zhì)是難溶于水．
（2）在老師的建議下同學(xué)們對實驗進(jìn)行了如圖2所示的改進(jìn)．
①裝置中電熱棒的作用是點燃紅磷．
②改進(jìn)后的實驗與原實驗比較具有更加環(huán)保、測量結(jié)果更準(zhǔn)確等優(yōu)點．

Answer 1

分析 （1）①紅磷在空氣中燃燒生成五氧化二磷，寫出反應(yīng)的文字表達(dá)式、燃燒的現(xiàn)象，進(jìn)行分析解答；
②根據(jù)燃燒的條件來分析；
③根據(jù)紅磷與氧氣反應(yīng)生成固體五氧化二磷，瓶內(nèi)氧氣消耗，壓強(qiáng)降低，在外界大氣壓的作用下，水進(jìn)入集氣瓶進(jìn)行解答；
④根據(jù)實驗的注意事項進(jìn)行解答；
⑤根據(jù)實驗中的現(xiàn)象分析剩余的氣體具有的性質(zhì)；
（2）①從要想讓紅磷燃燒消耗空氣中的氧氣就要點燃紅磷去分析解答；
②根據(jù)裝置的區(qū)別來分析其優(yōu)點．

解答 解：（1）①紅磷在空氣中燃燒生成五氧化二磷，反應(yīng)的文字表達(dá)式為：磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷．紅磷在空氣中燃燒，產(chǎn)生大量的白煙，放出大量的熱．
故填：磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷；產(chǎn)生大量白煙，放出熱量；
②紅磷在集氣瓶內(nèi)燃燒耗盡了氧氣，所以過一段時間紅磷熄滅；故填：瓶內(nèi)氧氣耗盡；
③紅磷與氧氣反應(yīng)生成固體五氧化二磷，瓶內(nèi)氧氣消耗，壓強(qiáng)降低，在外界大氣壓的作用下，水進(jìn)入集氣瓶，所以待紅磷熄滅并冷卻后，打開彈簧夾，觀察到燒杯中的水進(jìn)入集氣瓶，瓶內(nèi)水面最終上升約至1刻度處．由此可知氧氣約占空氣總體積的$\frac{1}{5}$；故填：$\frac{1}{5}$；
④實驗后發(fā)現(xiàn)測定空氣中氧氣含量偏低，造成這種結(jié)果的可能原因是紅磷的量不足或沒有冷卻到室溫就打開彈簧夾．故填：紅磷的量不足或沒有冷卻到室溫就打開彈簧夾；
⑤實驗中瓶中的氧氣被消耗，剩余的主要是氮氣，依據(jù)實驗中氧氣耗盡后紅磷不能繼續(xù)燃燒，且打開止水夾后水進(jìn)入到集氣瓶中與剩余氣體共存可知氮氣具有以下性質(zhì)：不燃燒也不支持燃燒，難溶于水；故填：氮氣；不支持；難溶于水；
（2）①要想讓紅磷燃燒消耗空氣中的氧氣就要點燃紅磷，故裝置中電熱棒的作用是點燃紅磷；故答案為：點燃紅磷；
②改進(jìn)后的裝置始終是一個密封裝置，所以具備以下優(yōu)點：更加環(huán)保、測定結(jié)果更準(zhǔn)確；故填：更加環(huán)保；測量結(jié)果更準(zhǔn)確．

點評 本題主要考查用紅磷測定空氣組成的實驗原理、操作、現(xiàn)象、結(jié)論和注意事項，難度稍大．