Question

用來測定空氣成分的方法很多，圖一所示的是小明用紅磷在空氣中燃燒的測定方法．實驗過程是：
第一步：將集氣瓶中裝有空氣部分的容積分為五等份，并做好標記．
第二步：點燃燃燒匙內的紅磷，伸入集氣瓶中并把塞子塞緊．
第三步：待紅磷熄滅并冷卻后，打開彈簧夾，發(fā)現(xiàn)水被吸入集氣瓶中，進入集氣瓶中水的體積約為集氣瓶總容積的

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．請回答下列問題：

（1）請寫出發(fā)生反應的反應文字表達式：

 

，此反應的基本反應類型為

 

反應；上面的實驗同時證明了氮氣有

 

的化學性質．
（2）實驗完畢，若進入集氣瓶中水的體積不到總容積的

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，你認為導致這一結果的原因可能是

 

；
（3）某同學對實驗進行反思后，提出了改進方法（如圖二所示），你認為改進后的優(yōu)點是：

 

．
（4）裝置燃燒匙中若改放點燃的木炭，可以得到氧氣約占空氣體積

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的結論嗎？為什么？

 

，

 

．

Answer 1

考點：空氣組成的測定,反應類型的判定,書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式

專題：空氣與水

分析：（1）根據磷與氧氣在點燃條件下反應生成五氧化二磷，結合化學方程式的書寫進行分析；根據實驗完成后紅磷有剩余，而瓶內剩余的氣體主要為氮氣，由此可推斷得到氮氣不能燃燒、也不支持燃燒的化學性質；
（2）實驗完畢，若進入集氣瓶中水的體積不到總容積的五分之一，說明瓶內氣體減少量不足五分之一，分析其原因主要為氧氣未完全消耗或是冷卻過程中空氣進入瓶中所導致的結果，據此對實驗進行分析；
（3）對比改進行前后的兩種探究裝置，可發(fā)現(xiàn)改進后不需要點燃紅磷后再將燃燒匙伸入瓶中，可很好地避免因裝置漏氣而對結果帶來的偏差；
（4）根據炭燃燒生成的CO₂與消耗的氧氣的體積相等，木炭燃燒前后集氣瓶內的壓強不變

解答：解：
（1）磷與氧氣在點燃條件下反應生成五氧化二磷，該反應的文字表達式為：磷+氧氣

點燃

五氧化二磷．符合“多變一”，屬于化合反應；若氮氣能燃燒或能支持燃燒，則最終剩余氣體不會是氮氣或剩余氮氣的體積會減小，而實驗完成后剩余紅磷而空氣中氮氣的量也沒有減少，說明紅磷不能在氮氣中繼續(xù)燃燒，可判斷氮氣不能燃燒、也不支持燃燒；
（2）如果實驗中因紅磷量不足而氧氣沒有完全消耗或因裝置漏氣而在冷卻過程中進入少量空氣或未冷卻至室溫而打開彈簧夾等，都可能出現(xiàn)進入集氣瓶中水的體積不到總容積的五分之一的結果；
（3）改進后的裝置直接通過聚太陽光而引燃磷，避免了再次打開瓶塞而保持裝置始終密封，減少了操作中人為因素所造成的偏差，可得到更準確的實驗結果．
（4）上述實驗中的紅磷不能用木炭代替，原因是：木炭燃燒生成的CO₂與消耗的氧氣的體積相等，木炭燃燒前后集氣瓶內的壓強不變．
答案：
（1）磷+氧氣

點燃

五氧化二磷   化合    不能燃燒、也不支持燃燒
（2）裝置漏氣
（3）裝置始終密閉，空氣沒有逸出，實驗結果準確
（4）不能   木炭燃燒生成的CO₂與消耗的氧氣的體積相等，木炭燃燒前后集氣瓶內的壓強不變

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、結論和注意事項，難度稍大．