Question

用来测定空气成分的方法很多，图1所示的是小明用红磷在空气中燃烧的测定方法．实验过程是：
第一步：将集气瓶容积划分为五等份，并做好标记．
第二步：点燃燃烧匙内的红磷，伸入集气瓶中并把塞子塞紧．
第三步：待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，发现水被吸入集气瓶中，进入集气瓶中水的体积约为集气瓶总容积的

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．请回答下列问题：
（1）瓶中剩余的气体主要是

 

，本实验同时证明了该气体的性质是

 

．
（2）红磷燃烧的现象是

 

，文字表达式为

 

．
（3）实验完毕，若进入集气瓶中水的体积不到总容积的

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5

，你认为导致这一结果的原因可能是（答一点）

 

．
（4）某同学对实验过程进行反思后，提出了改进方法（如图2所示 ），你认为改进后的优点是：

 

．
（5）使用上述装置，用木炭代替红磷是否可行？

 

．
（6）小红同学为了研究竹子里面气体的成分，做了一个实验：
A、他先将竹子浸到水里，钻个小孔，看到一串串气泡冒出，然后采用排水集气法收集甲乙两瓶气体．将放有足量红磷的燃烧匙伸入到甲瓶中，用放大镜聚光，使红磷燃烧，待冷却至室温后，打开止水夹，流入瓶内的水约占瓶子体积的

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．这说明竹子里的气体中肯定含有

 

．
B、往乙瓶中倒入一些澄清石灰水，石灰水马上变浑浊了．说明竹子里肯定含有的气体是

 

．
C、那么竹子里的气体含量与空气有什么区别呢？于是他用空气重复了上述实验，相比较后得出的结论是

 

．

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）氮气不溶于水，不能燃烧，不支持燃烧．
（2）首先根据反应原理找出反应物、生成物、反应条件，根据文字表达式的书写方法、步骤进行书写；根据红磷在氧气中燃烧的现象进行分析解答即可．
（3）从水测得的氧气的体积分数偏小的原因去分析解答．
（4）图2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．
（5）碳与氧气反应生成二氧化碳气体，瓶中的压强无明显变化．
（6）根据红磷燃烧的条件以及反应后的生成物进行分析解答；石灰水变浑浊，是二氧化碳与石灰水反应的结果，说明气体中有二氧化碳；通过比较，竹子里气体和空气都有氧气和二氧化碳，但由于竹子的呼吸作用，氧气减少而二氧化碳增多．

解答：解：（1）反应后集气瓶中剩余的主要气体是氮气；上面的实验同时证明了氮气的物理性质是不溶于水，化学性质是不能燃烧，不支持燃烧．
（2）实验中观察到的现象是：红磷燃烧产生大量白烟，发黄光，放热；磷与氧气在点燃条件下反应生成五氧化二磷．该反应的文字表达式为：磷+氧气

点燃

五氧化二磷；
（3）水由于所用红磷的量不足，造成瓶内空气中的氧气没有完全被消耗，所以会使所测得的氧气的体积分数偏小；如果装置漏气，会使外面的空气进入集气瓶，导致测得氧气的体积分数偏小；如果还没有冷却到室温后，打开止水夹，由于温度较高，集气瓶内的气体体积变小的差值不到集气瓶体积的1/5；
（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．
（5）若将红磷换成炭粉，该实验不能获得成功，因为碳与氧气反应，消耗氧气，但同时又生成二氧化碳气体，瓶中的压强无明显变化．
（6）A、红磷燃烧需要氧气，反应后生成五氧化二磷，此反应既是化合反应也是氧化反应，燃烧需要达到可燃物的着火点，故用放大镜聚焦对于红磷燃烧所起的作用是使温度达到红磷的着火点，根据进入的水的体积可推出气体中所含氧气的体积；
B、该气体能使石灰水变浑浊，则气体中有二氧化碳，
C、竹子里气体氧气占10%，而空气中氧气21%，竹子里气体能马上使石灰水浑浊，则二氧化碳比空气中的多，
故答案为：（1）氮气；难溶于水，不支持燃烧
（2）产生大量的白烟；磷+氧气

点燃

五氧化二磷；
（3）红磷太少（未待冷却至室温就打开了止水夹）
（4）防止瓶内气体逸出，使实验结果更准确
（5）否（1分）
（6）A、氧气
B、二氧化碳C、竹子中的二氧化碳气体含量大于空气中二氧化碳含量竹子中的氧气含量小于空气中氧气含量

点评：记住空气中氧气体积分数测定的实验原理：利用红磷燃烧消耗空气中的氧气，使左边集气瓶内气体体积变小，压强变小，从而在外部大气压的作用下使烧杯内的水进入集气瓶，通过测量进入集气瓶中水的量来确定空气中氧气的体积分数．