Question

8．小軍根據(jù)燃燒紅磷測定空氣中氧氣含量的實(shí)驗(yàn)原理，用紅磷測定空氣中氧氣的含量，并按如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．  
（1）紅磷燃燒的現(xiàn)象是：產(chǎn)生大量的白煙，放出熱量．
（2）冷卻后打開彈簧夾的現(xiàn)象是有水進(jìn)入集氣瓶，水位上升約$\frac{1}{5}$．
（3）此反應(yīng)的文字表達(dá)式為磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷．成功后得出結(jié)論：空氣中約含$\frac{1}{5}$體積的氧氣
（4）實(shí)驗(yàn)后，若進(jìn)入集氣瓶中的水的體積不到容積的$\frac{1}{5}$，你認(rèn)為導(dǎo)致這一結(jié)果的原因可能
紅磷量不足；裝置漏氣．
（5）小軍又檢查裝置氣密性后，將盛有足量紅熱木炭的燃燒匙迅速伸入廣口瓶中，并把塞子塞緊，待紅熱的木炭熄滅并冷卻至室溫后，就打開彈簧夾，并未發(fā)現(xiàn)倒吸現(xiàn)象．經(jīng)過認(rèn)真分析，小軍發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)失敗的原因是（答一條）木炭燃燒生成氣體，使集氣瓶中的壓強(qiáng)沒有變化．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)紅磷燃燒的現(xiàn)象解答；
（2）根據(jù)紅磷與空氣中的氧氣反應(yīng)，并使氧氣完全反應(yīng)盡，空氣中的氣體體積減少，壓強(qiáng)減小，燒杯中的水就會進(jìn)入到集氣瓶中，進(jìn)入的水的體積就是減少氧氣的體積，進(jìn)而知道氧氣占空氣體積的體積分?jǐn)?shù)解答；
（3）根據(jù)紅磷燃燒生成五氧化二磷解答；
（4）產(chǎn)生誤差的原因可以從裝置的氣密性、藥品的用量、裝置是否冷卻等方面進(jìn)行分析解答；
（5）本實(shí)驗(yàn)是借助能夠和空氣中某一成分的反應(yīng)消耗掉裝置內(nèi)氣體，并且通過等體積外界氣體的進(jìn)入實(shí)現(xiàn)對消耗氣體體積的測定．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象是：紅磷燃燒產(chǎn)生大量白煙，放出熱量；
（2）紅磷燃燒消耗了空氣中的氧氣，使得瓶內(nèi)壓強(qiáng)減少，打開彈簧夾后，有水進(jìn)入集氣瓶，水位上升約$\frac{1}{5}$，水位上升的體積就是氧氣的體積，由此可得出結(jié)論：空氣中約含$\frac{1}{5}$體積的氧氣；
（3）磷與氧氣在點(diǎn)燃條件下反應(yīng)，生成五氧化二磷，該反應(yīng)的文字表達(dá)式為：磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷；
（4）若紅磷的量不足，導(dǎo)致不能將裝置內(nèi)的氧氣完全反應(yīng)掉，因此測得氧氣的體積分?jǐn)?shù)小于$\frac{1}{5}$；
若裝置漏氣，導(dǎo)致空氣進(jìn)入集氣瓶內(nèi)，因此測得的氧氣的體積分?jǐn)?shù)小于$\frac{1}{5}$；
若未等到裝置冷卻到室溫，就打開止水夾，會使集氣瓶內(nèi)的氣體處于膨脹狀態(tài)，因此測得的氧氣體積分?jǐn)?shù)會小于$\frac{1}{5}$．
（5）實(shí)驗(yàn)原理是通過可燃物消耗氧氣使裝置內(nèi)氣壓減小，外界液體就可以等體積進(jìn)入，從而測定出氧氣的體積．所以改進(jìn)實(shí)驗(yàn)要建立的此原理上．至于實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)的失敗，就與該原理有關(guān)，與是否能夠消耗氧氣有關(guān)，與能否完全消耗氧氣有關(guān)，與外界氣體能否有效進(jìn)入有關(guān)，而在具體回答是要結(jié)合本題的環(huán)境來回答：木炭燃燒生成氣體，使集氣瓶中的壓強(qiáng)沒有變化．
故答案為：（1）產(chǎn)生大量的白煙，放出熱量；
（2）有水進(jìn)入集氣瓶，水位上升約$\frac{1}{5}$；
（3）磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷；空氣中約含$\frac{1}{5}$體積的氧氣；
（4）紅磷量不足；裝置漏氣．
（5）木炭燃燒生成氣體，使集氣瓶中的壓強(qiáng)沒有變化．

點(diǎn)評 本題主要考查用紅磷測定空氣組成的實(shí)驗(yàn)原理、操作、現(xiàn)象、結(jié)論，難度比較小，是基礎(chǔ)性題目．