Question

【題目】用來測定空氣成分的方法很多，圖1所示的是小明用紅磷在空氣中燃燒的測定方法。

實驗過程如下：

第一步：將集氣瓶容積劃分為五等份，并做好標記。

第二步：點燃燃燒匙內(nèi)的過量紅磷，迅速伸入集氣瓶中后并塞上橡皮塞。

第三步：待紅磷熄滅后立即打開彈簧夾，發(fā)現(xiàn)燒杯中水被倒吸入集氣瓶

中，進入集氣瓶中水的體積約為集氣瓶總?cè)莘e的1/5。

請回答下列問題：

（1）實驗中紅磷過量目的是 ____________紅磷燃燒的文字表達式______________

（2）根據(jù)實驗現(xiàn)象，得出的結(jié)論是_______________________________

（3）實驗結(jié)束后瓶中剩余氣體主要為氮氣，在該實驗體現(xiàn)出氮氣的性質(zhì)有

①______________________________ ②___________________________________

（4）實驗完畢，若進入集氣瓶中水的體積不到總?cè)莘e的1/5，你認為導致這一結(jié)果的原因可能是______________________________________。

（5）小明同學查閱資料發(fā)現(xiàn)紅磷燃燒生成的白煙是有毒的，會污染環(huán)境某同學對實驗進行反思后，認為可以用木炭代替紅磷實驗較好，你認為可不可行，_______為什么？______________

小范也提出了改進方法（如圖2所示 ），你認為改進后的優(yōu)點是：_____________ 。

Answer 1

【答案】將集氣瓶內(nèi)的氧氣全部消耗掉紅磷+氧氣 五氧化二磷空氣中氧氣約占空氣總體積的1/5不燃燒，不支持燃燒氮氣難溶于水紅磷的量不足（或裝置漏氣或沒有冷卻到室溫就打開彈簧夾）不可行木炭燃燒生成二氧化碳氣體，裝置內(nèi)的壓強幾乎不變，水幾乎不會進入集氣瓶裝置始終密閉，空氣沒有逸出，實驗結(jié)果準確（或避免生成的白煙外漏污染空氣）

【解析】

（1）根據(jù)紅磷的作用和產(chǎn)物分析；

（2）根據(jù)實驗現(xiàn)象分析；

（3）根據(jù)實驗現(xiàn)象推斷氮氣的性質(zhì)；

（4）根據(jù)實驗的注意事項分析；

（5）根據(jù)木炭燃燒后的產(chǎn)物和裝置的特點分析。

（1）紅磷燃燒消耗氧氣，實驗中紅磷取樣需稍過量，目的是將集氣瓶內(nèi)的氧氣全部消耗掉；紅磷在空氣中燃燒生成五氧化二磷，所以文字表達式為：紅磷+氧氣 五氧化二磷；

（2）根據(jù)待紅磷熄滅并冷卻后，集氣瓶中的氧氣被消耗打開彈簧夾，發(fā)現(xiàn)水被吸入集氣瓶中，進入集氣瓶中水的體積約為集氣瓶中空氣總?cè)莘e的1/5，可以說明空氣中氧氣約占空氣總體積的1/5；

（3）該實驗能夠證明氧氣能夠支持燃燒，反應后的剩余氣體主要是氮氣，由于紅磷不能繼續(xù)燃燒所以可以體現(xiàn)氮氣不燃燒也不支持燃燒的性質(zhì)，同時進入水后氮氣的體積幾乎沒有減少，說明氮氣難溶于水；

（4）如果紅磷的量不足，裝置漏氣，沒有冷卻到室溫就打開彈簧夾，都能夠?qū)е逻M入集氣瓶中水的體積不到總?cè)莘e的五分之一；

（5）木炭燃燒生成二氧化碳氣體，裝置內(nèi)的壓強幾乎不變，所以無法測定空氣中氧氣的含量；改進后的裝置直接通過聚太陽光而引燃白磷，避免了再次打開瓶塞而保持裝置始終密封，減少了操作中人為因素所造成的偏差，可得到更準確的實驗結(jié)果，同時避免生成的白煙外漏污染空氣。