Question

3．（1）某化學(xué)興趣小組的同學(xué)按圖1所示做“測定空氣中氧氣體積分數(shù)”的實驗．將集氣瓶容積分為五等份，做上記號．用止水夾夾緊乳膠管．點燃燃燒匙內(nèi)足量的紅磷后，立即伸入瓶中并把塞子塞緊．

①寫出紅磷在空氣中燃燒的文字表達式：磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷，燃燒的現(xiàn)象是產(chǎn)生大量白煙，放出熱量．
②紅磷燃燒一段時間后，自動熄滅了，你認為原因是瓶內(nèi)氧氣耗盡．
③待紅磷熄滅并冷卻后，打開止水夾，觀察到燒杯中的水進入集氣瓶，瓶內(nèi)水面最終上升約至1刻度處．由此可知氧氣約占空氣總體積的$\frac{1}{5}$．
④實驗中使用了過量的紅磷，但實驗結(jié)果還是偏小了，分析可能的原因是紅磷的量不足或沒有冷卻到室溫就打開彈簧夾（只寫一條）．
⑤紅磷熄滅后，集氣瓶內(nèi)剩下的氣體主要是氮氣，由此實驗可知該氣體不支持（填“支持”或“不支持”）燃燒，該氣體的一條物理性質(zhì)是難溶于水．
（2）在老師的建議下同學(xué)們對實驗進行了如圖2所示的改進．
①裝置中電熱棒的作用是點燃紅磷．
②改進后的實驗與原實驗比較具有更加環(huán)保、測量結(jié)果更準確等優(yōu)點．

Answer 1

分析 （1）①紅磷在空氣中燃燒生成五氧化二磷，寫出反應(yīng)的文字表達式、燃燒的現(xiàn)象，進行分析解答；
②根據(jù)燃燒的條件來分析；
③根據(jù)紅磷與氧氣反應(yīng)生成固體五氧化二磷，瓶內(nèi)氧氣消耗，壓強降低，在外界大氣壓的作用下，水進入集氣瓶進行解答；
④根據(jù)實驗的注意事項進行解答；
⑤根據(jù)實驗中的現(xiàn)象分析剩余的氣體具有的性質(zhì)；
（2）①從要想讓紅磷燃燒消耗空氣中的氧氣就要點燃紅磷去分析解答；
②根據(jù)裝置的區(qū)別來分析其優(yōu)點．

解答 解：（1）①紅磷在空氣中燃燒生成五氧化二磷，反應(yīng)的文字表達式為：磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷．紅磷在空氣中燃燒，產(chǎn)生大量的白煙，放出大量的熱．
故填：磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷；產(chǎn)生大量白煙，放出熱量；
②紅磷在集氣瓶內(nèi)燃燒耗盡了氧氣，所以過一段時間紅磷熄滅；故填：瓶內(nèi)氧氣耗盡；
③紅磷與氧氣反應(yīng)生成固體五氧化二磷，瓶內(nèi)氧氣消耗，壓強降低，在外界大氣壓的作用下，水進入集氣瓶，所以待紅磷熄滅并冷卻后，打開彈簧夾，觀察到燒杯中的水進入集氣瓶，瓶內(nèi)水面最終上升約至1刻度處．由此可知氧氣約占空氣總體積的$\frac{1}{5}$；故填：$\frac{1}{5}$；
④實驗后發(fā)現(xiàn)測定空氣中氧氣含量偏低，造成這種結(jié)果的可能原因是紅磷的量不足或沒有冷卻到室溫就打開彈簧夾．故填：紅磷的量不足或沒有冷卻到室溫就打開彈簧夾；
⑤實驗中瓶中的氧氣被消耗，剩余的主要是氮氣，依據(jù)實驗中氧氣耗盡后紅磷不能繼續(xù)燃燒，且打開止水夾后水進入到集氣瓶中與剩余氣體共存可知氮氣具有以下性質(zhì)：不燃燒也不支持燃燒，難溶于水；故填：氮氣；不支持；難溶于水；
（2）①要想讓紅磷燃燒消耗空氣中的氧氣就要點燃紅磷，故裝置中電熱棒的作用是點燃紅磷；故答案為：點燃紅磷；
②改進后的裝置始終是一個密封裝置，所以具備以下優(yōu)點：更加環(huán)保、測定結(jié)果更準確；故填：更加環(huán)保；測量結(jié)果更準確．

點評 本題主要考查用紅磷測定空氣組成的實驗原理、操作、現(xiàn)象、結(jié)論和注意事項，難度稍大．