Question

用燃烧红磷的方法测定空气中氧气的含量：
实验步骤：在集气瓶中加入少量水，并将水面上方空间分成5等份，如图装置所示．用弹簧夹夹住乳胶管．点燃红磷，伸入瓶中并塞上瓶塞．待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，观察广口瓶内水面变化情况．

（1）写出红磷在空气中燃烧的文字表达式

 

（2）反应结束后集气瓶中剩余的气体主要是

 

，由此可以推测它具有的性质是

 

（至少写一点）．
（3）已知五氧化二磷溶于水且化学性质与二氧化碳相似，反应完毕后振荡集气瓶再滴入紫色石蕊溶液，溶液会变成

 

色．
（4）查阅资料得知“铜+氧气

加热

 氧化铜”．乙同学又设计了如图2两种装置测定空气中氧气含量，请结合图示回答有关问题．
①装置一和装置二中气球的位置不同，你认为

 

（填“装置一”或“装置二”）更合理．
②用合适的装置进行实验，并记录了如下实验数据

硬质玻璃管中空气的体积	反应前注射器中空气体积	充分反应后注射器中气体体积	实验测得空气中氧气的体积分数
25mL	15mL	9mL	？

根据实验数据测得空气中氧气的体积分数为

 

（5）以下是乙同学对自己实验结果的分析，其中解释不合理的是

 

（填序号）
A．可能是使用的铜粉量过量
B．可能是没有反复推、拉注射器的活塞，装置内氧气没有充分反应
C．可能是没有冷却至室温就读数
D．可能是装置气密性不好，冷却时外界空气进入．

Answer 1

考点：空气组成的测定,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式

专题：空气与水

分析：（1）根据红磷燃烧是指磷和氧气在点燃的条件下生成五氧化二磷，写出反应的文字表达式；
（2）根据广口瓶内剩余的气体主要是氮气，通过观察和实验得知：氮气是无色无味的气体，难溶于水，既不能燃烧，也不能支持燃烧等解答；
（3）从由于题目中指出：“已知五氧化二磷溶于水且化学性质与二氧化碳相似”，故解决此题时可按大家熟知的二氧化碳来看待去分析解答；
（4）从两种装置的区别来分析；注射器内气体减少的量就是氧气的量；
（5）根据测定空气中氧气的体积分数实验的原理、注意事项分析回答．

解答：解：
（1）红磷燃烧是指磷和氧气在点燃的条件下生成五氧化二磷，反应的文字表达式为：磷+氧气

点燃

五氧化二磷；
（2）广口瓶内剩余的气体主要是氮气，通过观察和实验得知：氮气是无色无味的气体，难溶于水，既不能燃烧，也不能支持燃烧等．
（3）由于题目中指出：“已知五氧化二磷溶于水且化学性质与二氧化碳相似”，故解决此题时可按大家熟知的二氧化碳来看待；二氧化碳和水反应生成的碳酸能使紫色石蕊溶液变红；所以反应完毕后振荡集气瓶再滴入紫色石蕊溶液，紫色石蕊溶液也会变红；
（4）装置二与装置一装置比较，装置二中的气球在玻璃管的后部，更易让空气流通，氧气与铜能充分反应；实验过程中，注射器应不停推拉活塞；注射器内气体减少的量就是氧气的体积，则实验测得空气中氧气的体积分数为：

15mL-9mL

25mL-15mL

×100%=15%；
（5）在测定空气中氧气的体积分数时，实验后发现测定氧气的体积分数低于五分之一，可能的原因有：①铜粉的量可能不足，没有将氧气消耗尽；②装置可能漏气，；③实验中可能未冷却至室温就读数等．
答案：
（1）磷+氧气

点燃

五氧化二磷
（2）氮气   氮气是无色无味的气体
（3）红
（4）二    15%
（5）A

点评：红磷在空气中燃烧，其实质是红磷和空气中的氧气反应，故其反应物应为：红磷和氧气而不是红磷和空气．