Question

19．小明用如图A所示装置测定空气中氧气的含量．

（1）实验时，取下橡胶塞，点燃红磷后迅速伸入集气瓶中并旋紧橡胶塞，这时看到的现象是红磷继续燃烧，产生（大量）白烟，该反应的文字表达式为磷+氧气 $\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷，反应类型属于化合反应，还属于氧化反应．
（2）小明又设计了如图B所示的改进装置，其优点是操作简单或实验误差小或不污染空气等（只需写一点）．从理论上分析，玻璃管内液面最终将上升至1处（填“1”、“2”、“3”、“4”），但实测结果液面往往偏低，其原因可能是红磷不足或未冷却到室温就观察（只需写一条）；
（3）他在一本参考书上发现，镁居然能在氮气中燃烧．于是他用镁代替红磷做起了这个实验，实验完毕，你认为进入集气瓶中水的体积大于（填大于、小于或等于）总容积的$\frac{1}{5}$．

Answer 1

分析 本题的关键是利用A中集气瓶和B中玻璃管上的刻度来测定空气中氧气的含量，首先应让集气瓶和玻璃管充满空气，再根据红磷与氧气反应来观察空气体积的变化．同时运用了压强的知识，内部气体减少，液体会在外界大气压的作用下沿导管进入瓶中或玻璃管中．
（1）该实验是点燃红磷后要迅速塞好瓶塞，易出现误差，一定会出现红磷在瓶外燃烧的过程．
（2）改进后的实验避免了（1）中出现的问题，操作简单，也不会出现红磷在瓶外燃烧的过程．若出现液面偏低，应是红磷不足或是反应后温度过高，气体受热膨胀．
（3）镁条既能与氧气反应又能与氮气反应，所以消耗的气体比只有氧气要多．

解答 解：（1）红磷燃烧会生成五氧化二磷固体颗粒，所以观察现象会看到白烟．该反应的文字表达式为：；磷+氧气 $\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷；
反应类型属于化合反应；还属于氧化反应；
（2）改进的实验可通过铜丝传导热量，使玻璃管中的铜丝和红磷反应，操作比（1）简单；氧气占空气体积的五分之一，所以从理论上液面会上升到刻度1处；若液面偏低，可能是红磷太少或是由于反应放热，导致温度过高，气体膨胀．
（3）由于镁条即能与氧气反应又能与氮气反应，因此消耗的气体体积应大于五分之一．
故答案为：（1）红磷继续燃烧，产生（大量）白烟；磷+氧气 $\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷；化合反应；氧化反应；
（2）操作简单或实验误差小或不污染空气等；1；红磷不足或未冷却到室温就观察；
（3）大于．

点评 本题对照原来的装置，通过改进的装置对空气中氧气含量的测定进行了考查，较新颖．