Question

某同學設計了測定空氣中氧氣含量的實驗，裝置如圖1所示．回答下列問題：
（1）紅磷燃燒的主要現象：

 

，紅磷在集氣瓶中燃燒的文字表達式為

 

．
（2）實驗步驟：
A、用止水夾夾緊膠管，檢查裝置是否漏氣
B、向瓶內裝水，作好標記
C、等冷卻至室溫，打開止水夾
D、將點燃的紅磷迅速伸入瓶內，并塞緊橡皮塞
E、連接實驗裝置
其正確的操作順序應為

 

（填編號）
（3）冷卻后松開止水，你觀察到什么現象？

 

；如何解釋？

 

．
（4）實驗結論：

 

．
（5）結論分析：若實驗所得結論與實際結論偏離，可能的原因是（填寫兩點即可）a．

 

b．

 

（6）啟示：通過實驗，我們還能得出氮氣的哪些性質？（寫出兩點）

 

、

 

．
（7）拓展：能否用蠟燭來代替紅磷測定空氣中氧氣的含量？

 

請簡要說明理由

 

．
（8）某化學興趣活動小組對該裝置進行改進，進行如下探究實驗：如圖2所示，在一個具有刻度和可以滑動活塞玻璃容器放入一粒白磷（白磷燃燒所需最低溫度為40℃），將玻璃容器固定好，放在盛有85℃熱水燒杯上．請回答下列問題：白磷開始燃燒時活塞先向（填“左或右”）

 

移動，后向

 

移動．實驗結束后，恢復到室溫，活塞應停在約

 

厘米處．

Answer 1

考點：空氣組成的測定,書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式

專題：空氣與水

分析：（1）根據紅磷在空氣中燃燒的現象和原理來分析；
（2）根據實驗過程和注意的問題來設計實驗步驟；
（3）紅磷燃燒會消耗氧氣，裝置內壓強變小；
（4）進入的水的體積即為消耗的氧氣的體積；
（5）根據數據小于五分之一說明瓶內壓強減少的小，來分析原因；
（6）根據實驗的結果分析氮氣的性質；
（7）蠟燭燃燒雖然消耗氧氣，但是會生成二氧化碳氣體；
（8）白磷燃燒放出熱量使氣體體積膨脹，溫度降低后體積縮小，根據空氣中氧氣的含量來分析．

解答：解：（1）紅磷燃燒放出黃光、放出熱量、冒出白煙；磷與氧氣在點燃的條件下反應生成五氧化二磷，
故答案為：放出黃光、放出熱量、冒出白煙；磷+氧氣

點燃

五氧化二磷；
（2）根據實驗設計原理和注意事項，應該先連接裝置，檢查氣密性；然后瓶內裝水，做好標記；再點燃紅磷做實驗；最后冷卻后打開止水夾，觀察進入水的體積，
故答案為：EABDC；
（3）紅磷燃燒消耗了氧氣，裝置內壓強減小，所以水進入瓶內．因為氧氣約占空氣體積的五分之一，故可觀察到的現象是水進入到集氣瓶中，體積約占集氣瓶體積的五分之一；
故答案為：燒杯里的水倒吸到集氣瓶內，集氣瓶中的水約占集氣瓶容積的五分之一；紅磷燃燒消耗盡了瓶內的氧氣，瓶內壓強減小，在外界大氣壓的作用下水進入瓶子；
（4）進入瓶內的水的體積即為消耗的氧氣的體積，
故答案為：氧氣約占空氣體積的五分之一；
（5）在測定空氣中氧氣的體積分數時：裝置的氣密性要好；為了要耗盡瓶中的氧氣，紅磷必須是足量的；氣體的體積受到溫度的影響，要等到裝置冷卻至室溫，再打開了彈簧夾等．若測得氧氣的體積分數小于理論值，可能的原因有：紅磷不夠、未等冷卻就打開止水夾等，
故答案為：紅磷不足；裝置漏氣；
（6）實驗中當裝置內進入水以后，氮氣依然能夠存在這就說明氮氣是不溶于水的也不和水反應．另外在紅磷和氧氣反應的過程中，氮氣沒有被消耗，所以氮氣不和氧氣、紅磷反應，
故答案為：難溶于水；化學性質不活潑；
（7）石蠟在空氣中燃燒生成二氧化碳氣體，因此不能成功，
故答案為：不能；石蠟在空氣中燃燒會生成二氧化碳氣體；
（8）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，停留在4cm處，
故答案為：右；左；4．

點評：本題主要考查用紅磷、白磷測定空氣組成的實驗原理、操作、現象、結論，難度比較小，是基礎性題目．