Question

【题目】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。

实验过程如下：

第一步：将集气瓶容积划分为五等份，并做好标记。

第二步：点燃燃烧匙内的过量红磷，迅速伸入集气瓶中后并塞上橡皮塞。

第三步：待红磷熄灭后立即打开弹簧夹，发现烧杯中水被倒吸入集气瓶

中，进入集气瓶中水的体积约为集气瓶总容积的1/5。

请回答下列问题：

（1）实验中红磷过量目的是 ____________红磷燃烧的文字表达式______________

（2）根据实验现象，得出的结论是_______________________________

（3）实验结束后瓶中剩余气体主要为氮气，在该实验体现出氮气的性质有

①______________________________ ②___________________________________

（4）实验完毕，若进入集气瓶中水的体积不到总容积的1/5，你认为导致这一结果的原因可能是______________________________________。

（5）小明同学查阅资料发现红磷燃烧生成的白烟是有毒的，会污染环境某同学对实验进行反思后，认为可以用木炭代替红磷实验较好，你认为可不可行，_______为什么？______________

小范也提出了改进方法（如图2所示 ），你认为改进后的优点是：_____________ 。

Answer 1

【答案】将集气瓶内的氧气全部消耗掉红磷+氧气 五氧化二磷空气中氧气约占空气总体积的1/5不燃烧，不支持燃烧氮气难溶于水红磷的量不足（或装置漏气或没有冷却到室温就打开弹簧夹）不可行木炭燃烧生成二氧化碳气体，装置内的压强几乎不变，水几乎不会进入集气瓶装置始终密闭，空气没有逸出，实验结果准确（或避免生成的白烟外漏污染空气）

【解析】

（1）根据红磷的作用和产物分析；

（2）根据实验现象分析；

（3）根据实验现象推断氮气的性质；

（4）根据实验的注意事项分析；

（5）根据木炭燃烧后的产物和装置的特点分析。

（1）红磷燃烧消耗氧气，实验中红磷取样需稍过量，目的是将集气瓶内的氧气全部消耗掉；红磷在空气中燃烧生成五氧化二磷，所以文字表达式为：红磷+氧气 五氧化二磷；

（2）根据待红磷熄灭并冷却后，集气瓶中的氧气被消耗打开弹簧夹，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中空气总容积的1/5，可以说明空气中氧气约占空气总体积的1/5；

（3）该实验能够证明氧气能够支持燃烧，反应后的剩余气体主要是氮气，由于红磷不能继续燃烧所以可以体现氮气不燃烧也不支持燃烧的性质，同时进入水后氮气的体积几乎没有减少，说明氮气难溶于水；

（4）如果红磷的量不足，装置漏气，没有冷却到室温就打开弹簧夹，都能够导致进入集气瓶中水的体积不到总容积的五分之一；

（5）木炭燃烧生成二氧化碳气体，装置内的压强几乎不变，所以无法测定空气中氧气的含量；改进后的装置直接通过聚太阳光而引燃白磷，避免了再次打开瓶塞而保持装置始终密封，减少了操作中人为因素所造成的偏差，可得到更准确的实验结果，同时避免生成的白烟外漏污染空气。