Question

【題目】某化學(xué)興趣小組的同學(xué)對空氣中氧氣含量的測定進(jìn)行了一系列的探究，請你參與并回答下列問題。

同學(xué)們用圖1裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，紅磷燃燒的文字表達(dá)式為_____，實(shí)驗(yàn)中用了過量的紅磷，目的是_____。

（發(fā)現(xiàn)問題）實(shí)驗(yàn)時(shí)裝置氣密性良好，操作均正確，冷卻后打開止水夾水倒吸入集氣瓶，同學(xué)們用實(shí)驗(yàn)室常用的儀器_____測量了倒吸入集氣瓶內(nèi)水的體積，發(fā)現(xiàn)回流到集氣瓶中的水少于集氣瓶體積的，是什么原因所致呢？

（猜測）甲猜測：有一部分水在導(dǎo)氣管內(nèi)未完全進(jìn)入集氣瓶內(nèi)。

乙猜測：是由于瓶內(nèi)紅磷、氧氣傳感器等儀器占有一定的體積。

你的猜測：_____。

（深入探究）同學(xué)們用氧氣濃度傳感器定量測定過量紅磷燃燒時(shí)氧氣的含量變化，裝置如圖2（裝置密閉，氣密性良好），實(shí)驗(yàn)過程中集氣瓶內(nèi)氧氣濃度實(shí)時(shí)變化如圖3。

（結(jié)論）99秒時(shí)，氧氣的含量降為3.2%，由此得出結(jié)論為_____。

（反思與評價(jià)）

（1）99秒后氧氣含量又上升并最終穩(wěn)定在8.5%左右，可能原因是_____。

（2）一同學(xué)仍利用圖2裝置和藥品，實(shí)驗(yàn)時(shí)稍加改進(jìn)，最終氧氣的含量明顯低于8.5%，其改進(jìn)方法是_____。

Answer 1

【答案】4P＋5O22P2O5 除盡氧氣 量筒 當(dāng)氧氣濃度降到一定程度時(shí)，紅磷會(huì)自動(dòng)熄滅。 當(dāng)氧氣濃度降到3.2％時(shí)，紅磷會(huì)自動(dòng)熄滅，氧氣未能除盡。 當(dāng)紅磷周圍氧氣濃度降到3.2％時(shí)，紅磷會(huì)自動(dòng)熄滅，而瓶底的氧氣會(huì)向上擴(kuò)散，從而出現(xiàn)傳感器周圍氧氣濃度又上升并最終穩(wěn)定在8.5％左右 燃燒過程中把燃燒匙沿橡皮塞慢慢向下移動(dòng)。

【解析】

紅磷燃燒生成五氧化二磷，化學(xué)方程式為：4P＋5O22P2O5；該實(shí)驗(yàn)是為了測定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)，需將集氣瓶內(nèi)的氧氣充分消耗掉，所以紅磷要過量；

發(fā)現(xiàn)問題：量筒用于測量液體的體積；

你的猜測：紅磷燃燒過程中消耗氧氣，當(dāng)氧氣消耗到一定程度時(shí)，由于氧氣的濃度過低，會(huì)使紅磷不在燃燒，最終發(fā)現(xiàn)回流到集氣瓶中的水少于集氣瓶體積的1/5；

結(jié)論：據(jù)圖可知99秒時(shí)，氧氣的含量降為3.2％，由此得出：當(dāng)氧氣濃度降到3.2％時(shí)，紅磷會(huì)自動(dòng)熄滅，氧氣未能除盡；

反思與評價(jià)：(1)當(dāng)氧氣濃度降到3.2％時(shí)，紅磷會(huì)自動(dòng)熄滅，產(chǎn)生的熱量會(huì)使瓶底的氧氣會(huì)向上擴(kuò)散，從而出現(xiàn)傳感器周圍氧氣濃度又上升并最終穩(wěn)定在8.5％左右；

(2)由于紅磷周圍的氧氣濃度過低時(shí)，燃燒的紅磷會(huì)自動(dòng)熄滅，為了更多的消耗氧氣，可以將燃燒匙沿橡皮塞慢慢向下移動(dòng)，使裝置更多的氧氣參加反應(yīng)。