Question

【題目】為測(cè)定空氣中氧氣的含量，小華和小強(qiáng)同學(xué)分別設(shè)計(jì)如下方案：

小華：采用圖1裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．

小強(qiáng)：(如圖2)選用實(shí)際容積為40mL的試管作反應(yīng)容器，將過(guò)量的白磷放入試管，用橡皮塞塞緊試管口，通過(guò)導(dǎo)管與潤(rùn)滑性很好的針筒注射器組成如圖的實(shí)驗(yàn)裝置．假設(shè)此實(shí)驗(yàn)?zāi)馨凑招��?qiáng)的設(shè)想正常進(jìn)行，且白磷所占體積與導(dǎo)管內(nèi)的氣體體積忽略不計(jì)．

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

(1)紅磷在集氣瓶中燃燒的文字表達(dá)式為______

(2)待燃燒停止，白煙消失并冷卻后，打開(kāi)止水夾，觀察到進(jìn)入集氣瓶中水的體積不到總?cè)莘e的1/5，你認(rèn)為其原因可能是______、______．(寫(xiě)2點(diǎn))

(3)如將燃燒匙中紅磷換成炭粉，實(shí)驗(yàn)?zāi)芊癯晒Γ?/span>____(填“能”或“不能”)，原因是____。

(4)用小強(qiáng)設(shè)計(jì)完成實(shí)驗(yàn)時(shí)：實(shí)驗(yàn)前，打開(kāi)彈簧夾，將注射器的活塞前沿從20mL刻度處推至15mL刻度處，然后松手，若活塞仍能返回至20mL刻度處，則說(shuō)明______。若先夾緊彈簧夾，用酒精燈加熱白磷，燃燒結(jié)束，等到試管冷卻后再松開(kāi)彈簧夾，可觀察到的現(xiàn)象為_____；若不夾緊彈簧夾，用酒精燈加熱白磷，燃燒結(jié)束，等到試管冷卻后再打開(kāi)彈簧夾，可觀察到的現(xiàn)象為____。

(5)圖2的設(shè)計(jì)操作與圖1比較，其優(yōu)點(diǎn)是______。

(6)采用圖1測(cè)定空氣中氧氣含量實(shí)驗(yàn)說(shuō)法正確的是（_____）

A 燃燒匙中的紅磷越多;水位上升越高

B 本實(shí)驗(yàn)可以證明空氣含有N2、O2、CO2和稀有氣體

C 選用紅磷是因?yàn)橹荒芘c空氣中的氧氣反應(yīng)，且生成物為固體

D 集氣瓶中先裝入少量水是為了吸收生成物，防止污染空氣

Answer 1

【答案】紅磷+氧氣五氧化二磷 裝置漏氣(未冷卻至室溫就打開(kāi)止水夾) 紅磷的量不足 不能 碳燃燒生成了CO2氣體，裝置內(nèi)的壓強(qiáng)無(wú)明顯變化 裝置的氣密性良好 注射器活塞向左移動(dòng)至12mL刻度處 注射器活塞向左移動(dòng)至8mL刻度處 能避免生成的P2O5擴(kuò)散到空氣中，污染環(huán)境/ 容易讀數(shù)/裝置始終處于密閉狀態(tài)，減少實(shí)驗(yàn)誤差 C D

【解析】

(1)紅磷與氧氣在點(diǎn)燃條件下反應(yīng)生成五氧化二磷，文字表達(dá)式為：紅磷+氧氣五氧化二磷；

(2)實(shí)驗(yàn)完畢，若進(jìn)入集氣瓶中水的體積不到總?cè)莘e的五分之一，你認(rèn)為導(dǎo)致這一結(jié)果的原因可能是裝置漏氣或紅磷的量不足或裝置未完全冷卻就打開(kāi)止水夾；

(3)若將紅磷換成炭粉，該實(shí)驗(yàn)不能獲得成功，因?yàn)樘寂c氧氣反應(yīng)，消耗氧氣，但同時(shí)又生成二氧化碳?xì)怏w，瓶中的壓強(qiáng)無(wú)明顯變化；

(4)打開(kāi)彈簧夾，將注射器活塞前沿從20mL刻度處推至15mL刻度處，然后松開(kāi)手，若活塞仍能返回至20mL刻度處，則說(shuō)明整個(gè)裝置都不漏氣；若先夾緊彈簧夾，用酒精燈加熱白磷，這只是消耗了40mL的試管中空氣中的氧氣，然后根據(jù)氧氣約占空氣總體積的五分之一，計(jì)算出被消耗氧氣的體積為8mL，進(jìn)而推測(cè)出注射器活塞向左移動(dòng)8mL，注射器活塞向左移動(dòng)至12mL刻度處；若不夾緊彈簧夾，用酒精燈加熱白磷，燃燒結(jié)束，等到試管冷卻后再松開(kāi)彈簧夾，消耗的氧氣應(yīng)該是試管和注射器內(nèi)的氧氣之和，60mL的五分之一，可觀察到的現(xiàn)象為：活塞最終穩(wěn)定在約8mL的刻度線(xiàn)上；

(5)圖2的設(shè)計(jì)操作與圖1比較，它可以防止磷燃燒產(chǎn)生的白煙散逸到空氣中，再就是裝置的刻度更清楚，讀數(shù)更容易；

(6)A、集氣瓶中的氧氣的量是一定的，反應(yīng)需要的紅磷的量也是一定的，最終進(jìn)入集氣瓶中的水也是一定的，并不是燃燒匙中的紅磷越多，水位上升越高，該選項(xiàng)說(shuō)法不正確；

B、本實(shí)驗(yàn)可以證明空氣中氧氣的含量，但是不能證明空氣中含有氮?dú)�、氧氣、二氧化碳和稀有氣體等，該選項(xiàng)說(shuō)法不正確；

C、選用紅磷是因?yàn)榉磻?yīng)可以耗盡氧氣，生成固態(tài)的五氧化二磷，該選項(xiàng)說(shuō)法正確；

D、集氣瓶底部有少量水，既能吸收反應(yīng)的生成物，又可以防止空氣污染，該選項(xiàng)說(shuō)法正確。