Question

4．某化学兴趣小组的同学对空气中氧气含量的测定实验进行探究．
（1）如图所示装置和药品进行实验，实验中可观察到的现象是？打开止水夹后观察到的现象是？放热，产生大量白烟；烧杯中的水倒吸入集气瓶，占瓶中约五分之一的体积
（2）根据实验现象得出的结论是？氧气约占空气体积的$\frac{1}{5}$
（3）集气瓶内发生反应的符号表达式？4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₅
（4）根据实验推测剩余氮气具有的性质是？氮气不能燃烧、不能支持燃烧
（5）小芳同学测定空气中氧气的含量．结果却发现倒吸的水量远远不足集气瓶的$\frac{1}{5}$．你认为造成此现象的原因可能是装置漏气：红磷的量不足．

Answer 1

分析 根据红磷在燃烧时的主要现象是：放热，产生大量白烟解答；根据红磷的燃烧结合压强知识分析，红磷与氧气反应生成固体，消耗了瓶内的气体，压强减小，外界大气压会压着水进入集气瓶解答；红磷在空气中燃烧生成五氧化二磷；剩余的气体主要包括氮气和稀有气体等不支持燃烧的气体以及该实验的注意事项进行解答．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）红磷在燃烧时的主要现象是：放热，产生大量白烟；红磷与氧气反应，生成了五氧化二磷固体，所以会导致集气瓶内压强减小，水被压入集气瓶，进入的水量正好占据集气瓶内氧气的空间，约为集气瓶体积的五分之一；
（2）图中所示，进入水的体积约占瓶内容积的$\frac{1}{5}$，说明被消耗的氧气占空气体积的$\frac{1}{5}$；
（3）红磷在空气中燃烧生成五氧化二磷，反应的化学方程式为：4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₅．
（4）红磷燃烧把氧气耗尽，就不再燃烧，剩余的成分主要是氮气，说明了氮气不能燃烧，也不能支持燃烧；水被倒吸入集气瓶中，剩余的气体中还主要是氮气，说明氮气难溶于水（合理即可）．
（5）由分析可知，造成测得的氧气体积分数小于1/5结果的可能原因：①红磷的量不足； ②装置漏气（如塞子未塞紧、燃烧匙与橡皮塞之间有缝隙等），使外界空气进入瓶内； ③未冷却至室温就打开弹簧夹，使进入瓶内的水的体积减少，

【点评】故答案为：（1）放热，产生大量白烟；烧杯中的水倒吸入集气瓶，占瓶中约五分之一的体积；
（2）氧气约占空气体积的$\frac{1}{5}$；
（3）4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₅（4）氮气不能燃烧、不能支持燃烧；氮气难溶于水等（合理即可）（5）装置漏气；红磷的量不足（或未冷却至室温就打开弹簧夹）．

点评 本题通过考查用红磷测定氧气在空气中含量的实验的注意事项，学会实验数据的处理或者误差分析的方法及技巧．