Question

11．某同學(xué)設(shè)計了測定空氣中氧氣含量的實驗，實驗裝置如圖1．該同學(xué)的實驗步驟如下：
①將圖中的集氣瓶分為5等份，并作好標(biāo)記．
②在帶橡皮塞和導(dǎo)管的燃燒匙內(nèi)裝入足量的紅磷，將止水夾夾緊，在酒精
燈的火焰上點燃紅磷后，并立即迅速伸入集氣瓶內(nèi)，塞緊橡皮塞．
③充分反應(yīng)后，待集氣瓶冷卻至室溫，打開止水夾．請回答下列問題：
（1）該實驗中紅磷需稍過量，目的是耗盡氧氣；反應(yīng)的文字表達(dá)式為磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷．
（2）由本實驗還可推知氮氣的哪些性質(zhì)？試寫出一種不可燃或不能支持紅磷燃燒或不溶于水．
（3）若將紅磷換成木炭且不改變其它藥品和裝置，該實驗?zāi)芊瘾@得成功否（填“能”或“否”）？理由是木炭燃燒會生成二氧化碳?xì)怏w．
（4）查閱資料得知，當(dāng)空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)降至約為7%以下時，紅磷不再燃燒．由此可知，燃燒紅磷法測定結(jié)果不夠準(zhǔn)確的原因的是氧氣不能完全反應(yīng)或耗盡使結(jié)果偏�。�
（5）某課外活動小組查閱資料知道五氧化二磷是一種有毒物質(zhì)，所以對該實驗進(jìn)行了改進(jìn)：在由兩個注射器組成的密閉系統(tǒng)內(nèi)共有50mL空氣，然后給裝有細(xì)銅絲的玻璃管加熱如圖2．回答下列問題：
①實驗結(jié)束后，注射器內(nèi)的氣體總體積理論上應(yīng)該減少約10mL（保留整數(shù)）．
②在實驗的加熱過程中，交替緩慢推動兩個注射器的目的是讓氧氣充分與銅絲接觸反應(yīng)使結(jié)果準(zhǔn)確．寫出該反應(yīng)的文字表達(dá)式是銅+氧氣$\stackrel{加熱}{→}$氧化銅．
③該實驗改進(jìn)后的優(yōu)點是不污染環(huán)境或?qū)嶒灲Y(jié)果較準(zhǔn)確（任寫一點）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)該實驗注意事項分析；根據(jù)化學(xué)反應(yīng)文字表達(dá)式的書寫分析．
（2）氮氣難溶于水，也不能與水發(fā)生反應(yīng)；
（3）測定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)利用的是壓強(qiáng)的改變，所以若把紅磷換成木炭，木炭和氧氣反應(yīng)又生成二氧化碳，沒有改變集氣瓶內(nèi)的壓強(qiáng)，達(dá)不到實驗?zāi)康模?br />（4）氧氣含量太少時，可燃物無法燃燒；
（5）根據(jù)空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)計算；根據(jù)交替緩慢推動兩個注射器能使氣體與紅磷充分接觸進(jìn)行解答．

解答 解：（1）紅磷燃燒生成五氧化二磷，反應(yīng)的文字表達(dá)式是：紅磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷．
實驗的目的是測定空氣中氧氣含量，原理是消耗氧氣使裝置內(nèi)外產(chǎn)生壓強(qiáng)差，水被吸入占據(jù)氧氣的空間，從而達(dá)到測定氧氣的目的，紅磷過量，可使集氣瓶中的氧氣完全消耗．
（2）水進(jìn)入瓶內(nèi)占五分之一．不再繼續(xù)進(jìn)入說明氮氣不可燃或不能支持紅磷燃燒，也不能溶于水或與水反應(yīng)；
（3）測定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)利用的是壓強(qiáng)的改變，所以若把紅磷換成木炭，木炭和氧氣反應(yīng)又生成二氧化碳，沒有改變集氣瓶內(nèi)的壓強(qiáng)，達(dá)不到實驗?zāi)康模?br />（4）由實驗探究可知，燃燒紅磷法測定結(jié)果不夠準(zhǔn)確的原因的是：氧氣不能完全反應(yīng)或耗盡使結(jié)果偏��；
（5）①空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)約為$\frac{1}{5}$，由兩個注射器組成的密閉系統(tǒng)內(nèi)共有50mL空氣，則氧氣的體積為50mL×$\frac{1}{5}$≈10mL；
②交替緩慢推動兩個注射器能使氣體與紅磷充分接觸，以便耗盡裝置內(nèi)的氧氣．銅絲與氧氣生產(chǎn)氧化銅，方程式為：銅+氧氣$\stackrel{加熱}{→}$ 氧化銅；
③該實驗改進(jìn)后污染環(huán)境或?qū)嶒灲Y(jié)果較準(zhǔn)確
故答案為：（1）耗盡氧氣；磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷；
（2）不可燃或不能支持紅磷燃燒或不溶于水；
（3）否，木炭燃燒會生成二氧化碳?xì)怏w；
（4）氧氣不能完全反應(yīng)或耗盡使結(jié)果偏��；
（5）①10mL②讓氧氣充分與銅絲接觸反應(yīng)使結(jié)果準(zhǔn)確；銅+氧氣$\stackrel{加熱}{→}$ 氧化銅；
③不污染環(huán)境或?qū)嶒灲Y(jié)果較準(zhǔn)確；

點評 熟記用紅磷測定空氣里氧氣含量的實驗原理、操作步驟、實驗現(xiàn)象、實驗結(jié)論和注意事項是解答這類題目的基礎(chǔ)．