Question

19．某化学兴趣小组的同学对空气中氧气含量的测定实验进行探究．
（1）如图所示装置和药品进行实验，实验中可观察到的现象是放热，产生大量白烟，待装置冷却到室温后，打开止水夹看到烧杯中的水倒吸入集气瓶，占瓶中约五分之一的体积，该反应的文字表达式为磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷．
（2）甲同学认为可用木炭代替红磷测定空气中氧气的含量，乙同学认为不可以，其原因是：碳燃烧生成二氧化碳气体，无法形成压强差，水不倒吸．乙同学用图实验装置测定的结果：空气中氧气含量与正常值比较明显偏小，其原因可能是（答出两种即可）：红磷的量不足，装置漏气．
（3）由图实验还可推知反应后剩余气体的两点性质是①物理性质难溶于水，②化学性质不能燃烧，也不能支持燃烧．

Answer 1

分析 （1）根据红磷在燃烧时的主要现象是：放热，产生大量白烟解答；根据红磷的燃烧结合压强知识分析，红磷与氧气反应生成固体，消耗了瓶内的气体，压强减小，外界大气压会压着水进入集气瓶解答；
（2）根据木炭燃烧产生二氧化碳，集气瓶内气体压强不变解答．实验完毕，若进入集气瓶中水的体积不到总容积的五分之一，说明瓶内气体减少量不足五分之一，分析其原因主要为氧气未完全消耗或是冷却过程中空气进入瓶中所导致的结果，据此对实验进行分析．
（3）剩余的气体主要包括氮气和稀有气体等不支持燃烧的气体以及该实验的注意事项进行解答．

解答 解：
（1）红磷在燃烧时的主要现象是：放热，产生大量白烟；红磷与氧气反应，生成了五氧化二磷固体，所以会导致集气瓶内压强减小，水被压入集气瓶，进入的水量正好占据集气瓶内氧气的空间，约为集气瓶体积的五分之一；该反应的文字表达式为：磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷；
（2）一般不用木炭的原因是：木炭燃烧产生二氧化碳，集气瓶内气体压强不变；若进入集气瓶中水的体积不到总容积的$\frac{1}{5}$，则瓶内气压减小量也不到原压强的$\frac{1}{5}$，即氧气没有耗尽或实验完毕后有气体进入装置，故理由是：红磷的量不足，不能耗尽氧气，或装置漏气，没冷却到室温读数等；
（3）剩余的成分主要是氮气，说明了氮气不能燃烧，也不能支持燃烧；水被倒吸入集气瓶中，剩余的气体中还主要是氮气，说明氮气难溶于水（合理即可）．
答案：
（1）放热，产生大量白烟；烧杯中的水倒吸入集气瓶，占瓶中约五分之一的体积；磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷；
（2）碳燃烧生成二氧化碳气体，无法形成压强差，水不倒吸；红磷的量不足；装置漏气；
（3）难溶于水；不能燃烧，也不能支持燃烧．

点评 熟记用红磷测定空气里氧气含量的实验原理、操作步骤、实验现象、实验结论和注意事项是解答这类题目的基础．