Question

14．.探究空氣的組成：我們每時每刻都生活在空氣的海洋里，了解空氣生活將更美好．如圖是探究空氣中氧氣體積的實驗：

（1）連接A裝置后，點燃燃燒匙內(nèi)的紅磷，伸入集氣瓶中并把塞子塞緊．
①記錄現(xiàn)象：紅磷燃燒，有大量白煙生成，集氣瓶內(nèi)的水面上升．
②實驗結(jié)論：紅磷燃燒的化學(xué)表達式為4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅．
③實驗分析：
實驗中采用過量紅磷消耗氧氣，而不采用木炭、硫磺，是因為紅磷在空氣中燃燒生成五氧化二磷固體，而木炭、硫磺在空氣中燃燒生成二氧化碳氣體和二氧化硫氣體；從圖中可以觀察到實驗產(chǎn)生了誤差，原因可能是燃燒匙伸入集氣瓶中時太慢 （寫一點即可）
（2）科學(xué)家通過大量的實驗已經(jīng)證明了①空氣的成分按體積分數(shù)計算，大約是：氮氣占78%，氧氣占21%，稀有氣體占0.94%，二氧化碳占0.03%，其他氣體和雜質(zhì)占0.03%．
（3）興趣小組的同學(xué)設(shè)計了B裝置，連接處細玻璃管內(nèi)放有銅絲，加熱時交替緩慢推動兩個注射器活塞是為了使裝置中的氧氣充分反應(yīng)；
停止加熱后冷卻至室溫，將氣體全部推至一只注射器中，讀出注射器內(nèi)氣體的體積．

反應(yīng)前注射器內(nèi)氣體的體積	反應(yīng)后注射器內(nèi)氣體的體積	消耗掉的氧氣體積
30mL	24  mL	6 mL

比較A和B兩個裝置，B裝置的實驗讀數(shù)更為準確，這是因為避免了燃燒匙伸入集氣瓶過程中導(dǎo)致的氣體外逸．

Answer 1

分析 （1）紅磷在空氣中燃燒時產(chǎn)生大量白煙，放熱，生成白色固體五氧化二磷；
紅磷燃燒生成五氧化二磷固體，木炭燃燒生成二氧化碳氣體，硫磺燃燒生成二氧化硫氣體；
盛有紅磷的燃燒匙伸入集氣瓶太慢，或紅磷燃燒過程中止水夾或彈簧夾夾持不緊，都能夠?qū)е卵b置中的氣體外逸；
（2）空氣的成分按體積分數(shù)計算，大約是：氮氣占78%，氧氣占21%，稀有氣體占0.94%，二氧化碳占0.03%，其他氣體和雜質(zhì)占0.03%；
（3）根據(jù)空氣中氧氣的體積分數(shù)可以計算、判斷實驗過程中的數(shù)據(jù)；
不同的實驗裝置，優(yōu)缺點不同．

解答 解：（1）①記錄現(xiàn)象：紅磷燃燒，有大量白煙生成，集氣瓶內(nèi)的水面上升．
故填：白煙；上升．
②實驗結(jié)論：紅磷燃燒生成五氧化二磷，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅．
故填：4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅．
③實驗分析：實驗中采用過量紅磷消耗氧氣，而不采用木炭、硫磺，是因為紅磷在空氣中燃燒生成五氧化二磷固體，而木炭、硫磺在空氣中燃燒生成二氧化碳氣體和二氧化硫氣體；
從圖中可以觀察到實驗產(chǎn)生了誤差，原因可能是燃燒匙伸入集氣瓶中時太慢，紅磷燃燒過程中止水夾或彈簧夾夾持不緊，導(dǎo)致部分氣體外逸，從而導(dǎo)致降溫至室溫時，進入集氣瓶中的水偏多．
故填：紅磷在空氣中燃燒生成五氧化二磷固體，而木炭、硫磺在空氣中燃燒生成二氧化碳氣體和二氧化硫氣體；燃燒匙伸入集氣瓶中時太慢．
（2）科學(xué)家通過大量的實驗已經(jīng)證明了①空氣的成分按體積分數(shù)計算，大約是：氮氣占78%，氧氣占21%，稀有氣體占0.94%，二氧化碳占0.03%，其他氣體和雜質(zhì)占0.03%．
故填：體積分數(shù)；氮氣；21%；稀有氣體；0.03%；0.03%．
（3）加熱時交替緩慢推動兩個注射器活塞是為了使裝置中的氧氣充分反應(yīng)．
故填：使裝置中的氧氣充分反應(yīng)．
由于氧氣約占空氣總體積的五分之一，因此消耗氧氣的體積為：30mL×20%=6mL，反應(yīng)后注射器內(nèi)氣體的體積為：30mL-6mL=24mL，實驗過程如下表所示：

反應(yīng)前注射器內(nèi)氣體的體積	反應(yīng)后注射器內(nèi)氣體的體積	消耗掉的氧氣體積
30mL	24mL	6mL

比較A和B兩個裝置，B裝置的實驗讀數(shù)更為準確，這是因為避免了燃燒匙伸入集氣瓶過程中導(dǎo)致的氣體外逸．
故填：避免了燃燒匙伸入集氣瓶過程中導(dǎo)致的氣體外逸．

點評 合理設(shè)計實驗，科學(xué)地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結(jié)論的前提，因此要學(xué)會設(shè)計實驗、進行實驗、分析實驗，為學(xué)好化學(xué)知識奠定基礎(chǔ)．