Question

4．用來(lái)測(cè)定空氣中氧氣含量的方法有很多，圖1所示的是小明用紅磷在空氣中燃燒的測(cè)定方法．

【查閱資料】①白磷不溶于水且密度比水大：在空氣中溫度達(dá)到40℃時(shí)就可以燃燒．
②紅磷和白磷在空氣中的燃燒產(chǎn)物都是五氧化二磷固體，有毒、會(huì)刺激人體的呼吸道，可與水反應(yīng)生成偏酸而被吸收掉．
③金屬鎂的化學(xué)性質(zhì)非�；顫�，不僅可以與氧氣反應(yīng)生成白色固體氧化鎂，還可以在氮?dú)庵袆×胰紵�，生成淡黃色的固體氮化鎂．
【實(shí)驗(yàn)過(guò)程】第一步：連接儀器，檢查裝置的氣密性；
第二步：向集氣瓶中加入少量水，并將集氣瓶?jī)?nèi)的剩余容積劃分為五等份，并做好標(biāo)記．
第三步：點(diǎn)燃燃燒匙內(nèi)的紅磷，伸入集氣瓶中并把塞子塞緊．
第四步：待紅磷熄滅并冷卻后，打開(kāi)彈簧夾，發(fā)現(xiàn)水被吸入集氣瓶中，進(jìn)入集氣瓶中水的體積約為集氣瓶總?cè)莘e的$\frac{1}{5}$，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）紅磷在空氣中燃燒的文字表達(dá)式為：紅磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷．實(shí)驗(yàn)完畢，若進(jìn)入集氣瓶中水的體積少于總?cè)莘e的$\frac{1}{5}$，你認(rèn)為導(dǎo)致這一結(jié)果的原因可能是紅磷量不足；未完全冷至室溫就打開(kāi)止水夾（回答一點(diǎn)即可）
（2）由該實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論是氧氣約占空氣體積的$\frac{1}{5}$
【實(shí)驗(yàn)反思】
（3）小亮同學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行反思后，提出了改進(jìn)方法（如圖2所示），你認(rèn)為改進(jìn)后的優(yōu)點(diǎn)是誤差少或無(wú)污染
（4）小光同學(xué)認(rèn)為可效仿小明同學(xué)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，在圖2裝置的集氣瓶中先加入少量水（與圖1裝置等量），再開(kāi)始實(shí)驗(yàn)，但遭到了其它同學(xué)的一致反對(duì)，請(qǐng)問(wèn)反對(duì)的理由是水會(huì)降低溫度，使白磷無(wú)法燃燒，或者水會(huì)隔絕氧氣，使白磷無(wú)法燃燒
（5）如果不事先在集氣瓶中加入少量水將白磷燃燒產(chǎn)生的白煙吸收掉的話，會(huì)對(duì)本實(shí)驗(yàn)的結(jié)果產(chǎn)生明顯的影響嗎？不會(huì)你的理由是白煙是五氧化二磷，為固體，不會(huì)對(duì)裝置內(nèi)的氣壓產(chǎn)生明顯的影響
（6）為防止白磷燃燒放出的熱量使集氣瓶底炸裂，你的改進(jìn)措施是在瓶底鋪上一層細(xì)沙
（7）小林同學(xué)指出圖2裝置在實(shí)驗(yàn)安全方面仍有不足之處，于是設(shè)計(jì)出了圖3所示的裝置，其中氣球的作用是防止橡皮塞彈出，調(diào)節(jié)氣壓、緩沖等．
【交流與評(píng)價(jià)】
（8）裝置的改進(jìn)可以使實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)更加精確，并提高實(shí)驗(yàn)成功的概率，但藥品的選擇則直接關(guān)系到實(shí)驗(yàn)?zāi)芊癯晒Γ瑖�繞著本實(shí)驗(yàn)為何選用紅（白）磷進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，同學(xué)們查閱了大量的資料，并在老師的幫助下明白了原理，如以下幾種藥品就不可以選用：
①木炭不可以選用，理由是木炭燃燒生成二氧化碳?xì)怏w，使裝置內(nèi)的壓強(qiáng)基本不變；
②鐵絲不可以選用，因?yàn)殍F絲在空氣中無(wú)法與氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致裝置內(nèi)的壓強(qiáng)沒(méi)有變化；
③金屬鎂也不可以選用，理由是鎂不僅會(huì)和氧氣反應(yīng)，還會(huì)和氮?dú)夥磻?yīng)，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果不準(zhǔn)確．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)紅磷燃燒生成五氧化二磷進(jìn)行解答；根據(jù)實(shí)驗(yàn)中注意的問(wèn)題分析誤差原因；
（2）根據(jù)氧氣約占空氣體積的$\frac{1}{5}$解答；
（3）根據(jù)裝置的不同點(diǎn)對(duì)比分析優(yōu)點(diǎn)；
（4）根據(jù)水會(huì)降低溫度，使白磷無(wú)法燃燒解答；
（5）根據(jù)白煙是五氧化二磷，為固體解答；
（6）根據(jù)防止白磷燃燒放出的熱量使集氣瓶底炸裂的方法解答；
（7）根據(jù)氣球的作用解答；
（8）根據(jù)木炭燃燒生成二氧化碳?xì)怏w，使裝置內(nèi)的壓強(qiáng)基本不變；鎂不僅會(huì)和氧氣反應(yīng)，還會(huì)和氮?dú)夥磻?yīng)，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果不準(zhǔn)確解答．

解答 解：
（1）紅磷燃燒生成五氧化二磷，文字表達(dá)式：紅磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷．實(shí)驗(yàn)過(guò)程中紅磷要足量，紅磷量少，會(huì)使氧氣未消耗盡，造成結(jié)果偏小，未等冷卻就打開(kāi)止水夾，壓強(qiáng)差小，倒流進(jìn)的水少，裝置漏氣等；  
（2）由該實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論是氧氣約占空氣體積的$\frac{1}{5}$；
（3）利用放大鏡聚光引燃紅磷，不需要打開(kāi)瓶塞，空氣出不來(lái)也進(jìn)不去，測(cè)量比較準(zhǔn)確，用酒精燈引燃紅磷由于磷燃燒放出大量的熱，打開(kāi)瓶塞時(shí)容易使空氣受熱而逸出，可以誤差少或無(wú)污染．
（4）水會(huì)降低溫度，使白磷無(wú)法燃燒，或者水會(huì)隔絕氧氣，使白磷無(wú)法燃燒，故反對(duì)；
（5）如果不事先在集氣瓶中加入少量水將白磷燃燒產(chǎn)生的白煙吸收掉的話，不會(huì)對(duì)本實(shí)驗(yàn)的結(jié)果產(chǎn)生明顯的影響，因?yàn)榘谉熓俏逖趸�二磷，為固體，不會(huì)對(duì)裝置內(nèi)的氣壓產(chǎn)生明顯的影響；
（6）為防止白磷燃燒放出的熱量使集氣瓶底炸裂，改進(jìn)措施是在瓶底鋪上一層細(xì)沙；
（7）氣球的作用是防止橡皮塞彈出，調(diào)節(jié)氣壓、緩沖等；
（8）①木炭不可以選用，理由是：木炭燃燒生成二氧化碳?xì)怏w，使裝置內(nèi)的壓強(qiáng)基本不變；
③金屬鎂也不可以選用，理由是：鎂不僅會(huì)和氧氣反應(yīng)，還會(huì)和氮?dú)夥磻?yīng)，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果不準(zhǔn)確．
故答案為：
（1）紅磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷；紅磷量不足；未完全冷至室溫就打開(kāi)止水夾；
（2）氧氣約占空氣體積的$\frac{1}{5}$；
（3）誤差少或無(wú)污染；
（4）水會(huì)降低溫度，使白磷無(wú)法燃燒，或者水會(huì)隔絕氧氣，使白磷無(wú)法燃燒；
（5）不會(huì)；白煙是五氧化二磷，為固體，不會(huì)對(duì)裝置內(nèi)的氣壓產(chǎn)生明顯的影響；
（6）在瓶底鋪上一層細(xì)沙；
（7）防止橡皮塞彈出，調(diào)節(jié)氣壓、緩沖等；
（8）①木炭燃燒生成二氧化碳?xì)怏w，使裝置內(nèi)的壓強(qiáng)基本不變；
③鎂不僅會(huì)和氧氣反應(yīng)，還會(huì)和氮?dú)夥磻?yīng)，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果不準(zhǔn)確．

點(diǎn)評(píng) 空氣是人類寶貴的自然資源，在中考中占有重要的地位，特別是空氣中氧氣含量的測(cè)定，要注意測(cè)定原理、實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵、現(xiàn)象和結(jié)論等內(nèi)容的考查．