Question

某化学兴趣小组对“测定空气里氧气含量”的实验（见图I）进行了大胆改进，设计图（Ⅱ）（选用容积为35mL的18×180mm的试管作反应容器）实验方案进行，收到了良好的效果．请你对比分析图I、图Ⅱ实验，回答下列有关问题：

（1）图I实验中发生反应的文字表达式为

 

．
（2）图Ⅱ实验的操作步骤如下：
①点燃酒精灯．②撤去酒精灯，待试管冷却后松开弹簧夹．
③将足量红磷平装入试管中，将20mL的注射器活塞置于10mL刻度处，并按图Ⅱ中所示的连接方式固定好，再将弹簧夹紧橡皮管．
④读取注射器活塞的数据．你认为正确的实验操作顺序是

 

（填序号）．
（3）按图Ⅱ实验完成后，注射器活塞将从10mL刻度处慢慢前移到约为

 

mL刻度处才停止．
（4）对照图Ⅱ实验，你认为图I实验有何不足之处？（回答一点即可）

 

（5）采用图I所示装置实验后，发现测定出的空气中氧气的体积分数低于

1

5

，试分析原因：
①

 

；
②

 

．

Answer 1

考点：空气组成的测定

专题：空气与水

分析：（1）根据红磷的燃烧的变化规律分析回答．
（2）只有熟悉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，才能正确解答本题．
（3）根据空气中氧气的体积分数及反应器的容积分析．
（4）根据信息主要从环境的保护、实验的误差等方面分析解答．
（5）根据实验操作注意事项分析原因．

解答：解：（1）图I实验中红磷与氧气在点燃条件下反应生成五氧化二磷．该反应的化学方程式为：4P+5O₂

点燃  .

2P₂O₅．
（2）图Ⅱ实验中正确的实验操作顺序是④①③②．
由于红磷的量不足，或装置未冷却至室温就打开弹簧夹等原因，会导致实验出现误差；所以，若用图I装置实验结果出现明显误差，操作上的原因可能是红磷的量不足，或装置未冷却至室温就打开弹簧夹等．
（3）红磷燃烧消耗了容积为45mL的18×180mm的试管内空气的

1

5

，也就是9mL（即45mL×

1

5

）；所以活塞所处的刻度值为10mL-9mL=1mL．
（4）对照图I实验，图Ⅱ实验具有以下优点：装置始终密闭，减少实验误差，节省燃料，不污染环境，便于读数等，因此图I的缺点是：易造成实验误差（或污染环境）；
（5）采用图I所示装置实验后，发现测定出的空气中氧气的体积分数低于

1

5

，由于装置漏气会使装置内气体减少的少；未等冷却就打开弹簧夹，温度高，气体膨胀，此时观察读数，读数会偏大，使气体减少的值偏小．故分析原因：①装置漏气；②未等冷却就打开弹簧夹读数．
故本题答案为：（1）4P+5O₂

点燃  .

2P₂O₅．
（2）④①③②．
（3）1．
（4）易造成实验误差（或污染环境）．
（5）①装置漏气；②未等冷却就打开弹簧夹读数．

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．