分析 本题是测定空气中氧气的含量,我们常用燃烧红磷或白磷的方法,因为磷燃烧生成白色固体五氧化二磷,几乎不占空间,使得内外产生气压差,从而得到正确的结论.因此在选择可燃物时,必须考虑到:燃烧的条件;生成物的状态;不与空气中其他物质发生反应.保证本实验成功的关键是:①装置气密性好;②红磷要足量;③要冷却至室温再读数.
解答 解:(1)红磷在集气瓶中燃烧,生成了五氧化二磷,反应的文字表达式为磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷.该实验中红磷稍过量,目的是使集气瓶中的氧气完全反应.有同学在做该实验时发现实验结果偏小,导致这种结果的原因可能有:装置漏气、红磷的量不足等.
(2)待燃烧停止,白烟消失并冷却后,打开止水夹,观察到烧杯中的水进入集气瓶,瓶内水量约是集气瓶体积的$\frac{1}{5}$.剩下的气体主要是氮气,该气体在空气中的体积分数为$\frac{4}{5}$,由本实验还可以推知氮气的性质不活泼、难溶于水等.
(3)若将红磷换成炭粉,该实验不能能获得成功,理由是木炭燃烧生成了二氧化碳气体,瓶内压强不变; 不能否用铁丝替代,理由是铁丝在空气中不能燃烧.
故答为:(1)磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷,使集气瓶中的氧气完全反应,装置漏气等;
(2)$\frac{1}{5}$,氮气,$\frac{4}{5}$,不活泼;
(3)不能,木炭燃烧生成了二氧化碳气体,瓶内压强不变;不能,铁丝在空气中不能燃烧.
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.
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实验编号 | ① | ② | ③ |
反应物 | 5%H2O250mL | 5%H2O250 | 3%H2O250mL |
加入固体 | 0.5gCuO | 0.5gMnO2 | 0.5gMnO2 |
收集等体积O2需时间 | 105s | 45s | 78s |
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实验编号 | 1 | 2 |
反应物 | 6% 过氧化氢 | 6% 过氧化氢 |
催化剂 | 1g红砖粉 | 1g 二氧化锰 |
时间 | 152s | 35s |
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