Question

2．某同學(xué)用如圖所示裝置測定空氣中氧氣的體積分數(shù)．
（1）紅磷在空氣中燃燒的現(xiàn)象；實驗結(jié)束后，打開彈簧夾后可以觀察到的現(xiàn)象是水沿導(dǎo)管進入集氣瓶，且達到集氣瓶容積的約五分之一處、．
（2）實驗結(jié)束后，發(fā)現(xiàn)進入廣口瓶內(nèi)水的體積小于廣口瓶中原來空氣的$\frac{1}{5}$，實驗分析可能是有哪幾種原因引起的紅磷的量不足；裝置漏氣等（至少寫兩種）．
（3）燃燒后，集氣瓶內(nèi)剩余的氣體主要是氮氣．由此推測氮氣的化學(xué)性質(zhì)有不支持燃燒．
（4）實驗課上，某同學(xué)用足量的木炭代替紅磷做上述實驗，結(jié)果實驗失敗，請你幫他分析原因：碳燃燒產(chǎn)物是二氧化碳氣體，不能使瓶內(nèi)的氣壓減小，因而水就基本不倒流．
（5）根據(jù)硝酸銨（NH₄NO₃）的化學(xué)式計算：
A、硝酸銨的相對分子質(zhì)量80
B、硝酸銨中各元素的質(zhì)量比7：1：12
C、硝酸銨中氮元素的質(zhì)量分數(shù)35%
D、160kg硝酸銨中含氮元素的質(zhì)量56Kg．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)磷燃燒的現(xiàn)象、裝置內(nèi)壓強的變化考慮；
（2）造成測得氧氣的體積分數(shù)小于五分之一的因素可以從以下四個方面考慮：①裝置是否漏氣②紅磷的用量是否充足③瓶內(nèi)的氧氣是否耗盡④裝置是否冷卻到室溫；
（3）由紅磷消耗完氧氣后，不再繼續(xù)燃燒，說明氮氣不能支持燃燒；由燒杯內(nèi)的水進入集氣瓶的五分之一后，不能繼續(xù)進入，說明氮氣難溶于水．
（4）根據(jù)測定原理分析，產(chǎn)生的二氧化碳是氣體；
（5）A、根據(jù)相對分子質(zhì)量為構(gòu)成分子的各原子的相對原子質(zhì)量之和，進行分析解答．
B、根據(jù)化合物中各元素質(zhì)量比=各原子的相對原子質(zhì)量×原子個數(shù)之比，進行分析解答．
C、根據(jù)化合物中元素的質(zhì)量分數(shù)=$\frac{相對原子質(zhì)量×原子個數(shù)}{相對分子質(zhì)量}$×100%，進行分析解答．
D、根據(jù)化合物中某元素的質(zhì)量=該化合物的質(zhì)量×該元素的質(zhì)量分數(shù)，進行分析解答．

解答 解：（1）由于磷燃燒生成五氧化二磷是白色固體，現(xiàn)象是紅磷燃燒發(fā)出黃光，冒出大量的白煙；磷燃燒消耗氧氣使瓶內(nèi)壓強減小，在外界大氣壓的作用下水沿著導(dǎo)管被壓入集氣瓶內(nèi)，并進入集氣瓶容積的五分之一；由此得出的結(jié)論是氧氣占空氣體積的$\frac{1}{5}$；
（2）測定空氣中氧氣的含量實驗原理：利用紅磷燃燒消耗空氣中的氧氣，使左邊集氣瓶內(nèi)氣體體積變小，壓強變小，從而在外部大氣壓的作用下使燒杯內(nèi)的水進入集氣瓶，通過測量進入集氣瓶中水的量來確定空氣中氧氣的體積分數(shù)．如果所用紅磷的量不足，造成瓶內(nèi)空氣中的氧氣沒有完全被消耗，所以會使所測得的氧氣的體積分數(shù)偏小；如果裝置漏氣，則形成的壓強差會從漏氣的地方進入空氣，也會導(dǎo)致進入集氣瓶的水的量偏小，即測得氧氣的體積分數(shù)偏��；故答案為：紅磷的量不足；裝置漏氣等．
（3）由于紅磷消耗完氧氣后，不再繼續(xù)燃燒，說明氮氣不能支持燃燒；由燒杯內(nèi)的水進入集氣瓶的$\frac{1}{5}$后，不能繼續(xù)進入，說明氮氣難溶于水；故答案為：不支持燃燒；
（4）用木炭不能得到準(zhǔn)確的結(jié)論，因為碳燃燒產(chǎn)物是二氧化碳氣體，不能使瓶內(nèi)的氣壓減小，因而水就基本不倒流；
（5）A、硝酸銨的相對分子質(zhì)量為14×2+1×4+16×3=80．
B、硝酸銨中氮、氫、氧元素的質(zhì)量之比是（14×2）：（1×4）：（16×3）=7：1：12．
C、NH₄NO₃中氮元素的質(zhì)量分數(shù)為$\frac{14×2}{80}$×100%=35%．
D、160kg硝酸銨中含氮元素的質(zhì)量是160kg×35%=56kg．
故答案為：（1）發(fā)出黃光，冒出大量的白煙；水沿導(dǎo)管進入集氣瓶，且達到集氣瓶容積的約五分之一處、氧氣占空氣體積的$\frac{1}{5}$；
（2）紅磷的量不足；裝置漏氣等；
（3）不支持燃燒；
（4）碳燃燒產(chǎn)物是二氧化碳氣體，不能使瓶內(nèi)的氣壓減小，因而水就基本不倒流；
（5）A、80；B、7：1：12；C、35%；D、56Kg；

點評 本題以空氣中氧氣的含量為載體，考查了相關(guān)化學(xué)方程式的書寫、所測氧氣含量偏低的原因、氮氣的性質(zhì)等，考查學(xué)生科學(xué)探究和邏輯思維的能力．