Question

【題目】某同學用下圖裝置測定空氣中氧氣的體積分數(shù)。請你填寫有關(guān)空格，并與同學交流。

⑴該實驗中，紅磷需稍過量，目的是____________________。該物質(zhì)燃燒反應(yīng)的符號表達式為____________________________。

⑵待該物質(zhì)熄滅并冷卻后，打開彈簧夾觀察到的現(xiàn)象是___________________________；出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因是_____________________________；為什么要“待該物質(zhì)熄滅并冷卻后，打開彈簧夾”？____________________________________________________

⑶實驗后發(fā)現(xiàn)測定出的空氣中氧氣的體積分數(shù)低于l/5，這可能是由哪幾種原因引起的?______________________________________________________________________

⑷若⑶實驗后發(fā)現(xiàn)測定出的空氣中氧氣的體積分數(shù)大于l/5，這可能是由哪幾種原因引起的?______________________________________________________________________

⑸由本實驗還可以推測氮氣的性質(zhì)有____________________________________________。

⑹若將紅磷換成碳粉，該實驗?zāi)芊瘾@得成功?_________(填能或否)理由是_________________。

Answer 1

【答案】 確保氧氣被完全消耗掉 P+O2P2O5 水從燒杯中流向集氣瓶中，約占集氣瓶體積的1/5 因為燃燒消耗了集氣瓶中的氧氣，使得集氣瓶內(nèi)氣壓減小，與大氣壓形成壓強差，當打開彈簧夾時，水倒流。 因為溫度高，壓強大。如集氣瓶沒有充分冷卻，會造成水倒流量少甚至無法倒流 沒有冷卻透，就打開彈簧夾；裝置氣密性不夠好；紅磷量不足 燃燒的紅磷剛插入集氣瓶時沒有塞緊，燃燒一段時間后再塞緊；沒有先用彈簧夾夾緊橡皮管；導(dǎo)氣管中的氧氣參與了反應(yīng) 難溶于水的氣體；不能支持燃燒，且不和磷反應(yīng)； 否 【答題空10】碳燃燒后的生成物是氣體二氧化碳，生成二氧化碳的體積與消耗氧氣的體積相當，瓶內(nèi)壓強變化不大

【解析】根據(jù)已有的知識進行分析，空氣中氧氣約占其體積的五分之一，測定時可以使用紅磷燃燒消耗氧氣使瓶內(nèi)壓強減小的方法，磷燃燒能生成五氧化二磷；進行此實驗時，必須保證裝置的氣密性良好，紅磷足量，瓶子冷卻后再打開彈簧夾，否則會導(dǎo)致結(jié)果不準確。

解：（1）為了使實驗結(jié)果準確，要用過量的紅磷確保氧氣被完全消耗掉；磷與氧氣在點燃條件下反應(yīng)生成五氧化二磷。反應(yīng)的符號表達式為：P+O2 P2O5；
（2）打開彈簧夾觀察到的現(xiàn)象是水從燒杯中倒吸入集氣瓶中，約占集氣瓶體積的l/5，因為磷與氧氣反應(yīng)，消耗了空氣中的氧氣，使內(nèi)外產(chǎn)生壓強差．要到裝置冷卻到室溫再打開止水夾的原因是因為溫度高，壓強大。如集氣瓶沒有充分冷卻，會造成水倒流量少甚至無法倒流；
（3）實驗后發(fā)現(xiàn)測定出的空氣中氧氣的體積分數(shù)低于l/5，這可能的原因是：沒有冷卻至室溫，就打開彈簧夾；或裝置氣密性不好；或紅磷量不足，集氣瓶中的氧氣沒有消耗完；
（4）若⑶實驗后發(fā)現(xiàn)測定出的空氣中氧氣的體積分數(shù)大于l/5，這可能的原因是：燃燒的紅磷剛插入集氣瓶時沒有塞緊，燃燒一段時間后再塞緊；沒有先用彈簧夾夾緊橡皮管；導(dǎo)氣管中的氧氣參與了反應(yīng)；

（5）進入廣口瓶中水的體積約為廣口瓶體積的五分之一，所以可以判斷氮氣的物理性質(zhì)為難溶于水的氣體；而紅磷沒有充分燃燒，反應(yīng)后剩余，且不能繼續(xù)燃燒可以判斷氮氣不能支持燃燒，且不和磷反應(yīng)；
（6）炭粉燃燒消耗氧氣，同時生成二氧化碳氣體，集氣瓶內(nèi)壓強基本不變，水不倒流，故不能將紅磷換成炭粉。