Question

4．某同学用如图所示装置测定空气中氧气的体积分数，请你填写有关空格．
（1）红磷燃烧的现象是：红磷燃烧、放热、产生大量白烟
（2）红磷燃烧一段时间后，自动熄灭了，你认为原因是集气瓶内的氧气已消耗完
（3）待该物质熄灭并冷却后，打开弹簧夹观察到的现象是烧杯里的水倒吸到集气瓶内（或烧杯的水面下降），由此得出的结论是：集气瓶中的水约占集气瓶容积的$\frac{1}{5}$
（4）实验后测定出的空气中氧气的体积分数低于$\frac{1}{5}$，可能的原因是红磷的量不足、未冷却即打开止水夹等
（5）由本实验可以推测氮气的性质难溶于水、不支持燃烧等
（6）此反应的符号表达式4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₅
（7）硫燃烧时也要放少量水作用是吸收二氧化硫，防止二氧化硫污染空气，铁丝燃烧也要放少量水作用是防止高温熔融物炸裂瓶底
（8）此实验的不足之处磷与氧气反应生成五氧化二磷易污染空气．

Answer 1

分析 （1）根据红磷燃烧的现象：产生大量白烟，放出热量；
（2）根据氧气的助燃性来考虑；
（3）根据反应结束后，内外产生压强差分析；
（4）如果操作不当，会影响实验结果，甚至会导致实验失败；
（5）对比氧气和环境来具体分析氮气的性质；
（6）根据磷在空气中燃烧时，磷与氧气反应生成五氧化二磷解答；
（7）硫在氧气中燃烧能生成二氧化硫，二氧化硫是大气污染物；铁在氧气中燃烧能生成高温熔融物四氧化三铁；
（8）根据装置特点分析解答．

解答 解：（1）红磷燃烧的现象：产生大量白烟，放出热量，故答案为：产生大量白烟，放出热量；
（2）由于氧气具有助燃性，所以集气瓶里的氧气消耗完了，或氧气的含量少了，都能使红磷熄灭，故答案为：集气瓶内的氧气已消耗完；
（3）磷燃烧消耗氧气，生成的是五氧化二磷固体，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，而氧气占空气体积的$\frac{1}{5}$，所以水进入集气瓶容积的$\frac{1}{5}$，故答案为：烧杯里的水倒吸到集气瓶内（或烧杯的水面下降），集气瓶中的水约占集气瓶容积$\frac{1}{5}$．
（4）如果装置漏气，红磷不足，没有冷却到室温就打开止水夹，都可能导致进入集气瓶中的水少于其容积的五分之一．
（5）氮气的性质的归纳，要从本实验的实际来进行，不要脱离题目去回答和分析．实验中当装置内进入水以后，氮气依然能够存在这就说明氮气是难溶于水的也不和水反应．另外在红磷和氧气反应的过程中，氮气没有被消耗，所以氮气不和氧气、红磷反应，可以概括为性质稳定，当然也可以分开叙述，就是不支持燃烧等．
（6）磷在空气中燃烧时，磷与氧气反应生成五氧化二磷．该反应的化学方程式为：4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₅．
（7）硫反应生成的二氧化硫是一种大气污染物，能和水反应生成亚硫酸，所以加入水可以防止二氧化硫气体逸出污染空气；铁丝在氧气中燃烧，生成了四氧化三铁，生成物如果直接落到瓶底，会炸裂瓶底．
（8）此实验的不足之处是：磷与氧气反应生成五氧化二磷易污染空气．
故答案为：
（1）产生大量白烟；
（2）集气瓶内的氧气已消耗完；
（3）烧杯里的水倒吸到集气瓶内（或烧杯的水面下降），集气瓶中的水约占集气瓶容积的$\frac{1}{5}$；
（4）红磷的量不足，未冷却即打开止水夹等；
（5）难溶于水；不支持燃烧等；
（6）4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₅；
（7）吸收二氧化硫，防止二氧化硫污染空气；防止高温熔融物炸裂瓶底；
（8）磷与氧气反应生成五氧化二磷易污染空气．

点评 本题主要考查用红磷、白磷测定空气组成的实验原理、操作、现象、结论，难度比较小，属于基础性题目．