4.用來測定空氣中氧氣含量的方法有很多,圖1所示的是小明用紅磷在空氣中燃燒的測定方法.
【查閱資料】①白磷不溶于水且密度比水大:在空氣中溫度達(dá)到40℃時就可以燃燒.
②紅磷和白磷在空氣中的燃燒產(chǎn)物都是五氧化二磷固體,有毒、會刺激人體的呼吸道,可與水反應(yīng)生成偏酸而被吸收掉.
③金屬鎂的化學(xué)性質(zhì)非;顫,不僅可以與氧氣反應(yīng)生成白色固體氧化鎂,還可以在氮?dú)庵袆×胰紵,生成淡黃色的固體氮化鎂.
【實(shí)驗(yàn)過程】第一步:連接儀器,檢查裝置的氣密性;
第二步:向集氣瓶中加入少量水,并將集氣瓶內(nèi)的剩余容積劃分為五等份,并做好標(biāo)記.
第三步:點(diǎn)燃燃燒匙內(nèi)的紅磷,伸入集氣瓶中并把塞子塞緊.
第四步: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$\frac{1}{5}$,請回答下列問題:
(1)紅磷在空氣中燃燒的文字表達(dá)式為:紅磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷.實(shí)驗(yàn)完畢,若進(jìn)入集氣瓶中水的體積少于總?cè)莘e的$\frac{1}{5}$,你認(rèn)為導(dǎo)致這一結(jié)果的原因可能是紅磷量不足;未完全冷至室溫就打開止水夾(回答一點(diǎn)即可)
(2)由該實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論是氧氣約占空氣體積的$\frac{1}{5}$
【實(shí)驗(yàn)反思】
(3)小亮同學(xué)對實(shí)驗(yàn)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(diǎn)是誤差少或無污染
(4)小光同學(xué)認(rèn)為可效仿小明同學(xué)的實(shí)驗(yàn)過程,在圖2裝置的集氣瓶中先加入少量水(與圖1裝置等量),再開始實(shí)驗(yàn),但遭到了其它同學(xué)的一致反對,請問反對的理由是水會降低溫度,使白磷無法燃燒,或者水會隔絕氧氣,使白磷無法燃燒
(5)如果不事先在集氣瓶中加入少量水將白磷燃燒產(chǎn)生的白煙吸收掉的話,會對本實(shí)驗(yàn)的結(jié)果產(chǎn)生明顯的影響嗎?不會你的理由是白煙是五氧化二磷,為固體,不會對裝置內(nèi)的氣壓產(chǎn)生明顯的影響
(6)為防止白磷燃燒放出的熱量使集氣瓶底炸裂,你的改進(jìn)措施是在瓶底鋪上一層細(xì)沙
(7)小林同學(xué)指出圖2裝置在實(shí)驗(yàn)安全方面仍有不足之處,于是設(shè)計(jì)出了圖3所示的裝置,其中氣球的作用是防止橡皮塞彈出,調(diào)節(jié)氣壓、緩沖等.
【交流與評價】
(8)裝置的改進(jìn)可以使實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)更加精確,并提高實(shí)驗(yàn)成功的概率,但藥品的選擇則直接關(guān)系到實(shí)驗(yàn)?zāi)芊癯晒,圍繞著本實(shí)驗(yàn)為何選用紅(白)磷進(jìn)行實(shí)驗(yàn),同學(xué)們查閱了大量的資料,并在老師的幫助下明白了原理,如以下幾種藥品就不可以選用:
①木炭不可以選用,理由是木炭燃燒生成二氧化碳?xì)怏w,使裝置內(nèi)的壓強(qiáng)基本不變;
②鐵絲不可以選用,因?yàn)殍F絲在空氣中無法與氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng),導(dǎo)致裝置內(nèi)的壓強(qiáng)沒有變化;
③金屬鎂也不可以選用,理由是鎂不僅會和氧氣反應(yīng),還會和氮?dú)夥磻?yīng),使實(shí)驗(yàn)結(jié)果不準(zhǔn)確.