Question

4．如圖是小剛用圖甲裝置測定空氣中氧氣含量的實驗過程．

步驟1：將集氣瓶中空氣所占的體積劃分為五等份，并做好標記．
步驟2：點燃燃燒匙內的紅磷，迅速伸入集氣瓶中并把塞子塞緊．
步驟3：待紅磷熄滅并冷卻后，打開彈簧夾，發(fā)現水被吸入集氣瓶，進入瓶中水的體積約為空氣總體積的$\frac{1}{5}$．
（1）為確保實驗結果準確，紅磷的用量必須過量（填“少量”或“過量”）．紅磷在空氣中燃燒的化學方程式為4P+50₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂0₅．
（2）小剛的實驗同時還證明了氮氣有不能燃燒、不支持燃燒的化學性質．
（3）實驗后發(fā)現測定空氣中氧氣的含量偏低，造成這種結果的可能原因是紅磷的用量不足（或裝置的密封性不好，漏氣；沒有冷卻到室溫就進行測量）（填一種即可）．
（4）某同學對實驗進行了改進（如圖乙所示），你認為改進后的優(yōu)點是誤差少或無污染．

Answer 1

分析 （1）紅磷的量不足時，它所消耗的氧氣也就不完全，結果不準確，紅磷燃燒生成五氧化二磷，寫出反應的方程式；
（2）根據最后裝置內的液面不再上升，說明廣口瓶內余下的氣體有難溶于水、不支持燃燒的性質發(fā)現；
（3）從實驗的注意事項分析：紅磷的量要足，裝置氣密性要好，等裝置冷卻后再打開彈簧夾等發(fā)現；
（4）根據裝置設計的比較好，操作簡單，并且試管內的空氣也不會逸出來，比較嚴密解答．

解答 解：（1）紅磷的量不足時，它所消耗的氧氣也就不完全；導致空氣中氧氣的含量測定結果偏小，因此紅磷要足量或過量；紅磷燃燒生成五氧化二磷，反應的方程式為：4P+50₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂0₅；故填：過量；4P+50₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂0₅；
（2）最后裝置內的液面不再上升，說明廣口瓶內余下的氣體有難溶于水、不能燃燒、不支持燃燒的性質；故填：不能燃燒、不支持燃燒；
（3）空氣中氧氣含量的測定，對實驗的成敗注意事項為：要保證藥品過量，要保證裝置的氣密性良好，同時一定要等到溫度恢復到室溫再打開止水夾讓外界液體進入裝置內．所以在分析造成裝置造成結果小于五分之一時，要考慮藥品的量可能不足造成沒有將氧氣完全消耗，同時要考慮裝置在藥品的足夠的情況下因為氣密性不好，導致液體不能等體積進入而引起結果偏低，沒有冷卻到室溫就打開止水夾等同樣能造成進入的水小于五分之一；故填：紅磷的用量不足 （或裝置的密封性不好，漏氣；沒有冷卻到室溫就進行測量）；
（4）通過凸透鏡聚光引燃紅磷，不需要打開瓶塞，空氣出不來也進不去，測量比較準確．用酒精燈引燃紅磷，紅磷燃燒生成了五氧化二磷進入空氣會污染空氣，由于磷燃燒放出大量的熱，打開瓶塞時容易使空氣受熱而逸出．所以實驗的優(yōu)點是：誤差少或無污染；故填：誤差少或無污染．

點評 本題考查了實驗室探究空氣中氧氣的含量，對實驗成功的操作進行了系統(tǒng)性的考查，有利于培養(yǎng)學生的實驗操作能力和嚴謹科學的實驗態(tài)度，特別是分析實驗數據的能力也得到培養(yǎng)．