Question

13．如图，用红磷燃烧来测定空气中氧气的含量，回答下列问题：
（1）整个实验过程中发生的实验现象是产生大量白烟，放出热量、装置冷却后打开止水夹水沿着导管被压入集气瓶内，并进入集气瓶容积的1/5，反应的文字（或符号）表达式为4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₅，得出的结论是氧气约占空气体积的1/5．
（2）燃烧后集气瓶内剩余的气体主要是氮气，结合本实验推测氮气的性质是氮气不与红磷反应、氮气不溶于水，不与水反应．
（3）实验课上，某同学用足量的木炭、硫粉分别代替红磷，用该装置做空气中氧气含量的测定实验，结果都失败了，原因是红磷燃烧的产物是固体，而木炭和硫磺燃烧的产物是气体．
（4）另一位同学想使用镁条代替红磷做实验，老师告诉他镁既可以和氧气反应，也可 以和氮气反应．根据上面的实验及讨论，归纳写出测定空气中氧气含量的实验原理所用药品能够在空气中燃烧，且只能和氧气反应，产物为固体，同时装置能够体现气压的变化情况．

Answer 1

分析 根据测定空气中氧气的体积分数的实验原理、装置的特点、实验注意事项等分析误差：要考虑药品的量可能不足造成没有将氧气完全消耗，同时要考虑装置在药品的足够的情况下因为气密性不好，导致液体不能等体积进入而引起结果偏低以及温度对实验结果的影响．根据红磷燃烧的生成物来推测现象；根据磷燃烧消耗氧气使瓶内压强减小进一步分析出现的现象并得出结论．

解答 解：（1）红磷燃烧产物是五氧化二磷，属于白色固体颗粒，所以现象是：产生大量白烟，放出热量；磷与氧气在点燃的条件下反应生成五氧化二磷；化学方程式为：4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₅；磷燃烧消耗氧气使瓶内压强减小，在外界大气压的作用下水沿着导管被压入集气瓶内，并进入集气瓶容积的1/5；由此可知氧气约占空气体积的1/5；故答案为：产生大量白烟，放出热量；装置冷却后打开止水夹水沿着导管被压入集气瓶内，并进入集气瓶容积的1/5；4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₅；氧气约占空气体积的1/5．
（2）该实验除了得出氧气在空气中的体积分数之外，还能得出氮气具有的性质是：氮气不与红磷反应；氮气不溶于水，不与水反应；
故答案为：氮气不与红磷反应；氮气不溶于水，不与水反应．
（3）木炭和硫磺燃烧生成了二氧化碳和二氧化硫气体，不能使瓶中压强出现明显的变化，所以实验失败；故填：红磷燃烧的产物是固体，而木炭和硫磺燃烧的产物是气体；
（4）根据上述分析可以知道在测定空气中氧气含量时，选择的物质必须能够在空气中燃烧，且只能和氧气反应，产物为固体，同时装置能够体现气压的变化情况，才能保证实验成功．故填：所用药品能够在空气中燃烧，且只能和氧气反应，产物为固体，同时装置能够体现气压的变化情况．

点评 本考点考查的是空气中氧气含量的探究实验，是中考的主要考点之一．本题根据实验操作图，回忆实验中现象，由实验中的注意事项，对实验结果进行评价，从而理解该实验的探究目的．