Question

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．實驗過程是：
第一步：將集氣瓶容積劃分為五等份，并做好標(biāo)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(jìn)入集氣瓶中水的體積約為集氣瓶總?cè)莘e的

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．請回答下列問題：
（1）瓶中剩余的氣體主要是

 

，本實驗同時證明了該氣體的性質(zhì)是

 

．
（2）紅磷燃燒的現(xiàn)象是

 

，文字表達(dá)式為

 

．
（3）實驗完畢，若進(jìn)入集氣瓶中水的體積不到總?cè)莘e的

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，你認(rèn)為導(dǎo)致這一結(jié)果的原因可能是（答一點）

 

．
（4）某同學(xué)對實驗過程進(jìn)行反思后，提出了改進(jìn)方法（如圖2所示 ），你認(rèn)為改進(jìn)后的優(yōu)點是：

 

．
（5）使用上述裝置，用木炭代替紅磷是否可行？

 

．
（6）小紅同學(xué)為了研究竹子里面氣體的成分，做了一個實驗：
A、他先將竹子浸到水里，鉆個小孔，看到一串串氣泡冒出，然后采用排水集氣法收集甲乙兩瓶氣體．將放有足量紅磷的燃燒匙伸入到甲瓶中，用放大鏡聚光，使紅磷燃燒，待冷卻至室溫后，打開止水夾，流入瓶內(nèi)的水約占瓶子體積的

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．這說明竹子里的氣體中肯定含有

 

．
B、往乙瓶中倒入一些澄清石灰水，石灰水馬上變渾濁了．說明竹子里肯定含有的氣體是

 

．
C、那么竹子里的氣體含量與空氣有什么區(qū)別呢？于是他用空氣重復(fù)了上述實驗，相比較后得出的結(jié)論是

 

．

Answer 1

考點：空氣組成的測定,書寫化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式

專題：空氣與水

分析：（1）氮氣不溶于水，不能燃燒，不支持燃燒．
（2）首先根據(jù)反應(yīng)原理找出反應(yīng)物、生成物、反應(yīng)條件，根據(jù)文字表達(dá)式的書寫方法、步驟進(jìn)行書寫；根據(jù)紅磷在氧氣中燃燒的現(xiàn)象進(jìn)行分析解答即可．
（3）從水測得的氧氣的體積分?jǐn)?shù)偏小的原因去分析解答．
（4）圖2裝置設(shè)計的比較好，操作簡單，并且試管內(nèi)的空氣也不會逸出來，比較嚴(yán)密．
（5）碳與氧氣反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w，瓶中的壓強無明顯變化．
（6）根據(jù)紅磷燃燒的條件以及反應(yīng)后的生成物進(jìn)行分析解答；石灰水變渾濁，是二氧化碳與石灰水反應(yīng)的結(jié)果，說明氣體中有二氧化碳；通過比較，竹子里氣體和空氣都有氧氣和二氧化碳，但由于竹子的呼吸作用，氧氣減少而二氧化碳增多．

解答：解：（1）反應(yīng)后集氣瓶中剩余的主要氣體是氮氣；上面的實驗同時證明了氮氣的物理性質(zhì)是不溶于水，化學(xué)性質(zhì)是不能燃燒，不支持燃燒．
（2）實驗中觀察到的現(xiàn)象是：紅磷燃燒產(chǎn)生大量白煙，發(fā)黃光，放熱；磷與氧氣在點燃條件下反應(yīng)生成五氧化二磷．該反應(yīng)的文字表達(dá)式為：磷+氧氣

點燃

五氧化二磷；
（3）水由于所用紅磷的量不足，造成瓶內(nèi)空氣中的氧氣沒有完全被消耗，所以會使所測得的氧氣的體積分?jǐn)?shù)偏小；如果裝置漏氣，會使外面的空氣進(jìn)入集氣瓶，導(dǎo)致測得氧氣的體積分?jǐn)?shù)偏小；如果還沒有冷卻到室溫后，打開止水夾，由于溫度較高，集氣瓶內(nèi)的氣體體積變小的差值不到集氣瓶體積的1/5；
（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(jìn)不去，測量比較準(zhǔn)確．用酒精燈引燃紅磷，紅磷燃燒生成了五氧化二磷進(jìn)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．
（5）若將紅磷換成炭粉，該實驗不能獲得成功，因為碳與氧氣反應(yīng)，消耗氧氣，但同時又生成二氧化碳?xì)怏w，瓶中的壓強無明顯變化．
（6）A、紅磷燃燒需要氧氣，反應(yīng)后生成五氧化二磷，此反應(yīng)既是化合反應(yīng)也是氧化反應(yīng)，燃燒需要達(dá)到可燃物的著火點，故用放大鏡聚焦對于紅磷燃燒所起的作用是使溫度達(dá)到紅磷的著火點，根據(jù)進(jìn)入的水的體積可推出氣體中所含氧氣的體積；
B、該氣體能使石灰水變渾濁，則氣體中有二氧化碳，
C、竹子里氣體氧氣占10%，而空氣中氧氣21%，竹子里氣體能馬上使石灰水渾濁，則二氧化碳比空氣中的多，
故答案為：（1）氮氣；難溶于水，不支持燃燒
（2）產(chǎn)生大量的白煙；磷+氧氣

點燃

五氧化二磷；
（3）紅磷太少（未待冷卻至室溫就打開了止水夾）
（4）防止瓶內(nèi)氣體逸出，使實驗結(jié)果更準(zhǔn)確
（5）否（1分）
（6）A、氧氣
B、二氧化碳C、竹子中的二氧化碳?xì)怏w含量大于空氣中二氧化碳含量竹子中的氧氣含量小于空氣中氧氣含量

點評：記住空氣中氧氣體積分?jǐn)?shù)測定的實驗原理：利用紅磷燃燒消耗空氣中的氧氣，使左邊集氣瓶內(nèi)氣體體積變小，壓強變小，從而在外部大氣壓的作用下使燒杯內(nèi)的水進(jìn)入集氣瓶，通過測量進(jìn)入集氣瓶中水的量來確定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)．