Question

13．測定空氣中氧氣體積分數的實驗裝置如圖（一）所示．在集氣瓶內加入少量的水并五等分水面以上的容積，做上記號，關閉止水夾，通電使紅磷燃燒．請回答下列問題：

（1）紅磷燃燒的現象是紅磷燃燒，冒出大量的白煙．
（2）紅磷燃燒的文字表達式磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷．
（3）冷卻后，松開止水夾，你觀察到的現象為燒杯中的水進入集氣瓶，瓶內水面最終上升約至1刻度處．
（4）實驗結論氧氣約占空氣總體積的$\frac{1}{5}$．
（5）實驗結束后，如果發(fā)現進入集氣瓶內水的體積不足$\frac{1}{5}$的原因裝置漏氣（或沒等冷卻到室溫就打開止水夾）．（答出一點即可）
（6）紅磷熄滅后，集氣瓶內剩余的氣體主要是氮氣．
（7）實驗一裝置比實驗二裝置的優(yōu)點是：反應始終在密閉容器中，使實驗結果更準確．（答出一點即可）

Answer 1

分析 根據空氣成分中主要包括氮氣和氧氣，氮氣約占空氣體積的五分之四，氧氣約占空氣體積的五分之一，紅磷燃燒消耗掉氧氣，水會進入集氣瓶中，約占總體積的五分之一；剩余的氣體主要包括氮氣和稀有氣體等不支持燃燒的氣體以及該實驗的注意事項進行解答．

解答 解：（1）紅磷燃燒的現象為：紅磷燃燒，冒出大量的白煙；
（2）紅磷和氧氣在點燃的條件下生成五氧化二磷，文字表達式為：磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷；
（3）待紅磷熄滅并冷卻后，打開彈簧夾，觀察到燒杯中的水進入集氣瓶，瓶內水面最終上升約至1刻度處；
（4）由此可知氧氣約占空氣總體積的$\frac{1}{5}$；
（5）紅磷燃燒消耗氧氣，瓶內壓強減小，水倒流，倒流進水的體積即為消耗的氧氣的體積，產生該實驗誤差的可能原因：裝置漏氣（或沒等冷卻到室溫就打開止水夾），故足量的紅磷測的實驗誤差的可能原因是：裝置漏氣（或沒等冷卻到室溫就打開止水夾）．
（6）紅磷熄滅后，集氣瓶內剩下的氣體主要是氮氣，氮氣不支持燃燒．
（7）實驗一裝置比實驗二裝置的優(yōu)點是：反應始終在密閉容器中，使實驗結果更準確．
故答案為：（1）紅磷燃燒，冒出大量的白煙；
（2）磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷；
（3）燒杯中的水進入集氣瓶，瓶內水面最終上升約至1刻度處；
（4）氧氣約占空氣總體積的$\frac{1}{5}$；
（5）裝置漏氣（或沒等冷卻到室溫就打開止水夾）；
（6）氮氣；
（7）反應始終在密閉容器中，使實驗結果更準確．

點評 空氣和水是我們身邊重要的物質．空氣的成分、各成分的體積分數以及空氣中氧氣含量的測定實驗是初中化學學習的重點．