Question

4．如圖是小剛用圖甲裝置測定空氣中氧氣含量的實驗過程．

步驟1：將集氣瓶中空氣所占的體積劃分為五等份，并做好標(biāo)記．
步驟2：點燃燃燒匙內(nèi)的紅磷，迅速伸入集氣瓶中并把塞子塞緊．
步驟3：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，進(jìn)入瓶中水的體積約為空氣總體積的$\frac{1}{5}$．
（1）為確保實驗結(jié)果準(zhǔn)確，紅磷的用量必須過量（填“少量”或“過量”）．紅磷在空氣中燃燒的化學(xué)方程式為4P+50₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂0₅．
（2）小剛的實驗同時還證明了氮氣有不能燃燒、不支持燃燒的化學(xué)性質(zhì)．
（3）實驗后發(fā)現(xiàn)測定空氣中氧氣的含量偏低，造成這種結(jié)果的可能原因是紅磷的用量不足（或裝置的密封性不好，漏氣；沒有冷卻到室溫就進(jìn)行測量）（填一種即可）．
（4）某同學(xué)對實驗進(jìn)行了改進(jìn)（如圖乙所示），你認(rèn)為改進(jìn)后的優(yōu)點是誤差少或無污染．

Answer 1

分析 （1）紅磷的量不足時，它所消耗的氧氣也就不完全，結(jié)果不準(zhǔn)確，紅磷燃燒生成五氧化二磷，寫出反應(yīng)的方程式；
（2）根據(jù)最后裝置內(nèi)的液面不再上升，說明廣口瓶內(nèi)余下的氣體有難溶于水、不支持燃燒的性質(zhì)發(fā)現(xiàn)；
（3）從實驗的注意事項分析：紅磷的量要足，裝置氣密性要好，等裝置冷卻后再打開彈簧夾等發(fā)現(xiàn)；
（4）根據(jù)裝置設(shè)計的比較好，操作簡單，并且試管內(nèi)的空氣也不會逸出來，比較嚴(yán)密解答．

解答 解：（1）紅磷的量不足時，它所消耗的氧氣也就不完全；導(dǎo)致空氣中氧氣的含量測定結(jié)果偏小，因此紅磷要足量或過量；紅磷燃燒生成五氧化二磷，反應(yīng)的方程式為：4P+50₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂0₅；故填：過量；4P+50₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂0₅；
（2）最后裝置內(nèi)的液面不再上升，說明廣口瓶內(nèi)余下的氣體有難溶于水、不能燃燒、不支持燃燒的性質(zhì)；故填：不能燃燒、不支持燃燒；
（3）空氣中氧氣含量的測定，對實驗的成敗注意事項為：要保證藥品過量，要保證裝置的氣密性良好，同時一定要等到溫度恢復(fù)到室溫再打開止水夾讓外界液體進(jìn)入裝置內(nèi)．所以在分析造成裝置造成結(jié)果小于五分之一時，要考慮藥品的量可能不足造成沒有將氧氣完全消耗，同時要考慮裝置在藥品的足夠的情況下因為氣密性不好，導(dǎo)致液體不能等體積進(jìn)入而引起結(jié)果偏低，沒有冷卻到室溫就打開止水夾等同樣能造成進(jìn)入的水小于五分之一；故填：紅磷的用量不足 （或裝置的密封性不好，漏氣；沒有冷卻到室溫就進(jìn)行測量）；
（4）通過凸透鏡聚光引燃紅磷，不需要打開瓶塞，空氣出不來也進(jìn)不去，測量比較準(zhǔn)確．用酒精燈引燃紅磷，紅磷燃燒生成了五氧化二磷進(jìn)入空氣會污染空氣，由于磷燃燒放出大量的熱，打開瓶塞時容易使空氣受熱而逸出．所以實驗的優(yōu)點是：誤差少或無污染；故填：誤差少或無污染．

點評 本題考查了實驗室探究空氣中氧氣的含量，對實驗成功的操作進(jìn)行了系統(tǒng)性的考查，有利于培養(yǎng)學(xué)生的實驗操作能力和嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的實驗態(tài)度，特別是分析實驗數(shù)據(jù)的能力也得到培養(yǎng)．