Question

3．用来测定空气成分的方法很多，图1所示的是小明用红磷在空气中燃烧来测定氧气在空气中含量的方法．实验过程是：

第一步：将集气瓶容积划分为五等份，并做好标记．
第二步：点燃燃烧匙内的红磷，伸入集气瓶中并把塞子塞紧．
第三步：待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，发现水被吸入集气瓶中，进入集气瓶中水的体积约为集气瓶中原空气总体积的$\frac{1}{5}$．
请回答下列问题：
（1）图1中集气瓶底留有水的原因是什么？防止生成物溅落，炸裂瓶底
（2）上面的实验同时证明了氮气有的化学性质是什么？不可燃、不助燃、比较稳定．
（3）实验完毕，若进入集气瓶中水的体积不到集气瓶中原空气总体积的$\frac{1}{5}$，你认为导致这一结果的原因可能是磷量不足、装置气密性不好、未冷却到室温就打开止水夹、红磷中含有能燃烧生成其他气体的杂质（写一条）
（4）某同学对实验进行反思后，提出了改进方法（如图2所示），你认为改进后的优点是：不需酒精灯点燃红磷，节约能源（或不需打开瓶塞点燃红磷造成装置漏气，实验误差小）
（5）写出红磷燃烧的文字表达式磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷：

Answer 1

分析 （1）根据集气瓶底留有水的原因防止生成物溅落，炸裂瓶底解答；
（2）根据实验现象可以判断物质的性质解答；
（3）根据如果操作不当，会影响实验结果，甚至会导致实验失败解答；
（4）根据不同的实验装置，功能不同解答；
（5）根据红磷在点燃条件下能和空气中的氧气反应生成五氧化二磷解答．

解答 解：（1）集气瓶底留有水的原因防止生成物溅落，炸裂瓶底；
（2）上面的实验同时证明了氮气有不可燃、不助燃、比较稳定的化学性质；
（3）实验完毕，若进入集气瓶中水的体积不到集气瓶中原空气总体积的$\frac{1}{5}$，导致这一结果的原因可能是：红磷量不足、装置气密性不好、未冷却到室温就打开止水夹、红磷中含有能燃烧生成其他气体的杂质；
（4）某同学对实验进行反思后，提出了改进方法（如图2所示），改进后的优点是：不需酒精灯点燃红磷，节约能源（或不需打开瓶塞点燃红磷造成装置漏气，实验误差小）；
（5）磷与氧气在点燃条件下反应生成五氧化二磷．该反应的文字表达式为：磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷；
故答案为：
（1）防止生成物溅落，炸裂瓶底；
（2）不可燃、不助燃、比较稳定；
（3）红磷量不足、装置气密性不好、未冷却到室温就打开止水夹、红磷中含有能燃烧生成其他气体的杂质；
（4）不需酒精灯点燃红磷，节约能源（或不需打开瓶塞点燃红磷造成装置漏气，实验误差小）；
（5）磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷；

点评 本题主要考查用红磷测定空气组成的实验原理、操作、现象、结论和注意事项，难度稍大．