Question

4．如图是小刚用图甲装置测定空气中氧气含量的实验过程．

步骤1：将集气瓶中空气所占的体积划分为五等份，并做好标记．
步骤2：点燃燃烧匙内的红磷，迅速伸入集气瓶中并把塞子塞紧．
步骤3：待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，发现水被吸入集气瓶，进入瓶中水的体积约为空气总体积的$\frac{1}{5}$．
（1）为确保实验结果准确，红磷的用量必须过量（填“少量”或“过量”）．红磷在空气中燃烧的化学方程式为4P+50₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂0₅．
（2）小刚的实验同时还证明了氮气有不能燃烧、不支持燃烧的化学性质．
（3）实验后发现测定空气中氧气的含量偏低，造成这种结果的可能原因是红磷的用量不足（或装置的密封性不好，漏气；没有冷却到室温就进行测量）（填一种即可）．
（4）某同学对实验进行了改进（如图乙所示），你认为改进后的优点是误差少或无污染．

Answer 1

分析 （1）红磷的量不足时，它所消耗的氧气也就不完全，结果不准确，红磷燃烧生成五氧化二磷，写出反应的方程式；
（2）根据最后装置内的液面不再上升，说明广口瓶内余下的气体有难溶于水、不支持燃烧的性质发现；
（3）从实验的注意事项分析：红磷的量要足，装置气密性要好，等装置冷却后再打开弹簧夹等发现；
（4）根据装置设计的比较好，操作简单，并且试管内的空气也不会逸出来，比较严密解答．

解答 解：（1）红磷的量不足时，它所消耗的氧气也就不完全；导致空气中氧气的含量测定结果偏小，因此红磷要足量或过量；红磷燃烧生成五氧化二磷，反应的方程式为：4P+50₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂0₅；故填：过量；4P+50₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂0₅；
（2）最后装置内的液面不再上升，说明广口瓶内余下的气体有难溶于水、不能燃烧、不支持燃烧的性质；故填：不能燃烧、不支持燃烧；
（3）空气中氧气含量的测定，对实验的成败注意事项为：要保证药品过量，要保证装置的气密性良好，同时一定要等到温度恢复到室温再打开止水夹让外界液体进入装置内．所以在分析造成装置造成结果小于五分之一时，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，没有冷却到室温就打开止水夹等同样能造成进入的水小于五分之一；故填：红磷的用量不足 （或装置的密封性不好，漏气；没有冷却到室温就进行测量）；
（4）通过凸透镜聚光引燃红磷，不需要打开瓶塞，空气出不来也进不去，测量比较准确．用酒精灯引燃红磷，红磷燃烧生成了五氧化二磷进入空气会污染空气，由于磷燃烧放出大量的热，打开瓶塞时容易使空气受热而逸出．所以实验的优点是：误差少或无污染；故填：误差少或无污染．

点评 本题考查了实验室探究空气中氧气的含量，对实验成功的操作进行了系统性的考查，有利于培养学生的实验操作能力和严谨科学的实验态度，特别是分析实验数据的能力也得到培养．