Question

（1）小丽同学用图1装置测定空气中氧气的体积分数．请你填写出来，并与同学交流．
①写出红磷燃烧反应的化学方程式为

 

．
②待该物质熄灭并冷却后，打开弹簧夹观察到的现象是

 

；
由此得出的结论是

 

．
③由本实验还可以推测氮气的性质有（任写一种）：

 

．
（2）小华同学认为小丽的方案会污染空气，而且容易产生误差，打算设计如下方案：选用实际容积为40mL的试管作反应容器，将过量的白磷放入试管，用橡皮塞塞紧试管，通过导管与实际容积为60mL且润滑性很好的针筒注射器组成如图2的实验装置．假设此实验能够按照小华的设想正常进行，且白磷所占体积与导管内的气体体积忽略不计，请回答下列问题：
①实验前，打开弹簧夹，将注射器活塞前沿从20mL刻度处推至15mL刻度处，然后松开手，若活塞仍能返回至20mL刻度处，则说明

 

；
②若先夹紧弹簧夹，用酒精灯加热白磷，燃烧结束，等到试管冷却后再松开弹簧夹．可观察到的现象为：白磷燃烧，活塞向左移，最终停在约

 

mL的刻度线处；
③若不使用弹簧夹，用酒精灯加热白磷，充分反应直至燃烧结束，试管冷却．可观察到的现象为：白磷燃烧，活塞先向右移动，后又向左移，最终停在约

 

mL的刻度线处；
④若将红磷换成碳粉，该实验能否获得成功？

 

（填能或否）理由是

 

．

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）①红磷和氧气点燃生成五氧化二磷，据此书写化学方程式；
②观察到的现象是：水倒吸进入集气瓶，约占集气瓶体积的五分之一，因为磷与氧气反应，消耗了空气中的氧气，使内外产生压强差；通过该现象说明说明空气中氧气的体积含量；
③剩余气体主要是氮气，没有燃烧说明它既不燃烧也不支持燃烧；
（2）本题是测定氧气在空气中的体积分数的实验探究，要把空气中的氧气消耗掉，在本实验中用的是过量的白磷，燃烧后的生成物是固体，不需要占很大的空间．本实验中用的是40mL的试管与实际容积为60mL且润滑性很好的针筒注射器，并且活塞在20mL处，有助于反应结束后计算体积．要使本实验成功，必须注意以下几点：①装置的气密性好；②白磷足量；③必须冷却到室温再读数．还要注意防止试管受热不均或气体体积受热膨胀过大，从而造成试管炸裂．

解答：解：（1）①红磷燃烧的化学方程式为：4P+5O₂

点燃  .

2P₂O₅．
②观察到的现象是：水倒吸进入集气瓶，约占集气瓶体积的五分之一，因为磷与氧气反应，消耗了空气中的氧气，使内外产生压强差．
③剩余气体主要是氮气，没有燃烧说明它既不燃烧也不支持燃烧；没有溶于水说明它不易溶于水；
（2）①打开弹簧夹，将注射器活塞前沿从20mL刻度处推至15mL刻度处，然后松开手，若活塞仍能返回至20mL刻度处，则说明整个装置都不漏气；故答案：装置的气密性好；
②若先夹紧弹簧夹，用酒精灯加热白磷，这时白磷燃烧消耗掉的只是试管内的氧气为40mL×

1

5

=8mL，所以活塞应停在20mL-8mL=12mL的刻度处；
③若不使用弹簧夹，用酒精灯加热白磷，白磷实际消耗掉的是试管40mL和注射器内20mL的氧气为（40mL+20mL）×

1

5

=12mL，所以活塞应停在20mL-12mL=8mL的刻度处；
④因为白磷在密闭容器内燃烧产生热量使气体膨胀，可能会使橡胶塞弹出、试管爆裂、不使用弹簧夹可能会使注射器活塞弹出等，造成实验失败．
故答案：（1）①4P+5O₂

点燃  .

2P₂O₅；
②水从烧杯中流向集气瓶中，约占集气瓶体积的1/5；空气中氧气的体积分数大约为l/5；
③难溶于水；不能燃烧，也不能支持燃烧．
（2）①装置的气密性好；
②12mL；
③8mL；
④否，碳燃烧后的生成物是气体二氧化碳，生成二氧化碳的体积与消耗氧气的体积相当，瓶内压强变化不大．

点评：本考点是用红磷测定氧气在空气中的体积分数，属于实验方法和过程的探究．这类探究实验要具体问题具体分析，根据设计的步骤中不同的现象去思考、去探究，从而回答题目给出的问题．本考点主要出现在填空题和实验题中．