Question

3．（1）某化學(xué)興趣小組的同學(xué)按圖1所示做“測(cè)定空氣中氧氣體積分?jǐn)?shù)”的實(shí)驗(yàn)．將集氣瓶容積分為五等份，做上記號(hào)．用止水夾夾緊乳膠管．點(diǎn)燃燃燒匙內(nèi)足量的紅磷后，立即伸入瓶中并把塞子塞緊．

①寫(xiě)出紅磷在空氣中燃燒的文字表達(dá)式：磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷，燃燒的現(xiàn)象是產(chǎn)生大量白煙，放出熱量．
②紅磷燃燒一段時(shí)間后，自動(dòng)熄滅了，你認(rèn)為原因是瓶?jī)?nèi)氧氣耗盡．
③待紅磷熄滅并冷卻后，打開(kāi)止水夾，觀(guān)察到燒杯中的水進(jìn)入集氣瓶，瓶?jī)?nèi)水面最終上升約至1刻度處．由此可知氧氣約占空氣總體積的$\frac{1}{5}$．
④實(shí)驗(yàn)中使用了過(guò)量的紅磷，但實(shí)驗(yàn)結(jié)果還是偏小了，分析可能的原因是紅磷的量不足或沒(méi)有冷卻到室溫就打開(kāi)彈簧夾（只寫(xiě)一條）．
⑤紅磷熄滅后，集氣瓶?jī)?nèi)剩下的氣體主要是氮?dú)�，由此�?shí)驗(yàn)可知該氣體不支持（填“支持”或“不支持”）燃燒，該氣體的一條物理性質(zhì)是難溶于水．
（2）在老師的建議下同學(xué)們對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了如圖2所示的改進(jìn)．
①裝置中電熱棒的作用是點(diǎn)燃紅磷．
②改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)與原實(shí)驗(yàn)比較具有更加環(huán)保、測(cè)量結(jié)果更準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)．

Answer 1

分析 （1）①紅磷在空氣中燃燒生成五氧化二磷，寫(xiě)出反應(yīng)的文字表達(dá)式、燃燒的現(xiàn)象，進(jìn)行分析解答；
②根據(jù)燃燒的條件來(lái)分析；
③根據(jù)紅磷與氧氣反應(yīng)生成固體五氧化二磷，瓶?jī)?nèi)氧氣消耗，壓強(qiáng)降低，在外界大氣壓的作用下，水進(jìn)入集氣瓶進(jìn)行解答；
④根據(jù)實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)進(jìn)行解答；
⑤根據(jù)實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象分析剩余的氣體具有的性質(zhì)；
（2）①?gòu)囊�想讓紅磷燃燒消耗空氣中的氧氣就要點(diǎn)燃紅磷去分析解答；
②根據(jù)裝置的區(qū)別來(lái)分析其優(yōu)點(diǎn)．

解答 解：（1）①紅磷在空氣中燃燒生成五氧化二磷，反應(yīng)的文字表達(dá)式為：磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷．紅磷在空氣中燃燒，產(chǎn)生大量的白煙，放出大量的熱．
故填：磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷；產(chǎn)生大量白煙，放出熱量；
②紅磷在集氣瓶?jī)?nèi)燃燒耗盡了氧氣，所以過(guò)一段時(shí)間紅磷熄滅；故填：瓶?jī)?nèi)氧氣耗盡；
③紅磷與氧氣反應(yīng)生成固體五氧化二磷，瓶?jī)?nèi)氧氣消耗，壓強(qiáng)降低，在外界大氣壓的作用下，水進(jìn)入集氣瓶，所以待紅磷熄滅并冷卻后，打開(kāi)彈簧夾，觀(guān)察到燒杯中的水進(jìn)入集氣瓶，瓶?jī)?nèi)水面最終上升約至1刻度處．由此可知氧氣約占空氣總體積的$\frac{1}{5}$；故填：$\frac{1}{5}$；
④實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)測(cè)定空氣中氧氣含量偏低，造成這種結(jié)果的可能原因是紅磷的量不足或沒(méi)有冷卻到室溫就打開(kāi)彈簧夾．故填：紅磷的量不足或沒(méi)有冷卻到室溫就打開(kāi)彈簧夾；
⑤實(shí)驗(yàn)中瓶中的氧氣被消耗，剩余的主要是氮?dú)猓�依�?jù)實(shí)驗(yàn)中氧氣耗盡后紅磷不能繼續(xù)燃燒，且打開(kāi)止水夾后水進(jìn)入到集氣瓶中與剩余氣體共存可知氮?dú)饩哂幸韵滦再|(zhì)：不燃燒也不支持燃燒，難溶于水；故填：氮?dú)�；不支持；難溶于水；
（2）①要想讓紅磷燃燒消耗空氣中的氧氣就要點(diǎn)燃紅磷，故裝置中電熱棒的作用是點(diǎn)燃紅磷；故答案為：點(diǎn)燃紅磷；
②改進(jìn)后的裝置始終是一個(gè)密封裝置，所以具備以下優(yōu)點(diǎn)：更加環(huán)保、測(cè)定結(jié)果更準(zhǔn)確；故填：更加環(huán)保；測(cè)量結(jié)果更準(zhǔn)確．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查用紅磷測(cè)定空氣組成的實(shí)驗(yàn)原理、操作、現(xiàn)象、結(jié)論和注意事項(xiàng)，難度稍大．