Question

圖A所示是用紅磷在空氣中燃燒的方法測定空氣中氧氣含量．（在集氣瓶中裝入少許水，會使生成的五氧化二磷煙狀物迅速溶解）．

（1）實驗原理：
①磷在空氣中燃燒反應(yīng)的文字表達式

 

．
②密閉的裝置內(nèi)，由于

 

被消耗，生成固體物質(zhì)，該裝置內(nèi)氣體壓強

 

．
（2）實驗探究：
第一步：集氣瓶裝入少許水，然后將集氣瓶空的容積劃分為五等份，并做好標記．
第二步：點燃燃燒匙內(nèi)的紅磷，伸入集氣瓶中并把塞子塞緊．
第三步：待紅磷熄滅并冷卻后，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總?cè)莘e的

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．
（3）實驗結(jié)論：①空氣中氧氣約占空氣總體積的

 

．
②該實驗證明了氧氣具有

 

的性質(zhì)；
同時也證明了氮氣有哪些化學(xué)性質(zhì)？

 

．
（4）反思與評價：
①實驗完畢，若進入集氣瓶中水的體積不到總?cè)莘e的

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，你認為導(dǎo)致這一結(jié)果的原因可能是

 

．（講一點）
②某同學(xué)對實驗進行反思后，提出了改進方法（如圖B所示），
你認為改進后的優(yōu)點是：

 

（5）拓展遷移：
已知：鎂在氧氣中燃燒生成氧化鎂，鎂在氮氣中燃燒生成氮化
鎂（固體），能否用鎂代替紅磷測定空氣中氧氣的含量？并簡要說明理由．
答：

 

（填“能”或“不能”），理由

 

．
若實驗改進如圖C，D：寫出實驗現(xiàn)象：圖C

 

；圖D

 

．

Answer 1

考點：測定空氣里氧氣含量的探究,書寫化學(xué)方程式、文字表達式、電離方程式

專題：科學(xué)探究

分析：（1）依據(jù)該反應(yīng)的反應(yīng)物生成物以及條件書寫即可；根據(jù)磷的燃燒消耗氧氣導(dǎo)致裝置中的氣體減小分析解答即可；
（3）根據(jù)實驗的現(xiàn)象判斷該實驗?zāi)軌蛘f明的問題；
（4）根據(jù)實驗中容易出現(xiàn)的情況以及導(dǎo)致的誤差分析解答即可；
（5）依據(jù)鎂的性質(zhì)以及該實驗的原理分析解答即可；

解答：解：
（1）①紅磷在空氣中燃燒，其實質(zhì)是紅磷和空氣中的氧氣在點燃的條件下生成五氧化二磷，其反應(yīng)的文字表達式為：紅磷+氧氣

點燃

五氧化二磷；
②該裝置中磷的燃燒會消掉空氣中的氧氣，從而導(dǎo)致容器內(nèi)壓強會變��；
（3）①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總?cè)莘e的

1

5

．可以說明空氣中氧氣約占空氣總體積的

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5

；
②該實驗?zāi)軌蜃C明氧氣能夠支持燃燒，反應(yīng)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)；
（4）①實驗完畢，若進入集氣瓶中水的體積不到總?cè)莘e的

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，導(dǎo)致這一結(jié)果的原因可能是裝置漏氣或紅磷量不足等原因；
②改進后的裝置直接通過聚太陽光而引燃磷，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．
（5）該實驗中不能用鎂代替紅磷測定空氣中氧氣的含量；其原因是鎂除去能和氧氣反應(yīng)外還能和氮氣反應(yīng)，這樣會導(dǎo)致水面上升超過

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，不能確定氧氣的含量；C圖中紅磷燃燒消耗氧氣，左邊氣壓減小，左邊液面上升，右邊下降；D圖中白磷開始燃燒時，由于燃燒放出大量的熱使氣體膨脹，壓強增大，活塞先向右移動，當裝置冷卻后，由于裝置中的氧氣被消耗，氣壓減小，活塞再向左移動；由于氧氣約占空氣體積的五分之一，故裝置冷卻后活塞左移五分之一到達處刻度4處．
故答案為：
（1）①紅磷+氧氣

點燃

五氧化二磷；②氧氣；變��；
（3）①

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；
②助燃；氮氣不燃燒也不支持燃燒的性質(zhì)；
（4）①裝置漏氣等；
②裝置始終密閉，空氣沒有逸出，實驗結(jié)果準確．
（5）不能；鎂除去能和氧氣反應(yīng)外還能和氮氣反應(yīng)，這樣會導(dǎo)致水面上升超過

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，不能確定氧氣的含量；左邊液面上升，右邊下降；活塞先向右移動，再向左移動，最后停在4刻度處．

點評：本考點是測定氧氣在空氣中的體積分數(shù)，實驗中要注意裝置的嚴密性、所用藥品的量、生成物的狀態(tài)、氧氣不足

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的誤差分析、對實驗現(xiàn)象的分析等，培養(yǎng)了學(xué)生的分析推理能力和嚴謹?shù)膶嶒瀾B(tài)度．