Question

【题目】为测定空气中氧气的含量，小华和小强同学分别设计如下方案：

小华：采用图1装置进行实验．

小强：(如图2)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，用橡皮塞塞紧试管口，通过导管与润滑性很好的针筒注射器组成如图的实验装置．假设此实验能按照小强的设想正常进行，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)红磷在集气瓶中燃烧的文字表达式为______

(2)待燃烧停止，白烟消失并冷却后，打开止水夹，观察到进入集气瓶中水的体积不到总容积的1/5，你认为其原因可能是______、______．(写2点)

(3)如将燃烧匙中红磷换成炭粉，实验能否成功？____(填“能”或“不能”)，原因是____。

(4)用小强设计完成实验时：实验前，打开弹簧夹，将注射器的活塞前沿从20mL刻度处推至15mL刻度处，然后松手，若活塞仍能返回至20mL刻度处，则说明______。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_____；若不夹紧弹簧夹，用酒精灯加热白磷，燃烧结束，等到试管冷却后再打开弹簧夹，可观察到的现象为____。

(5)图2的设计操作与图1比较，其优点是______。

(6)采用图1测定空气中氧气含量实验说法正确的是（_____）

A 燃烧匙中的红磷越多;水位上升越高

B 本实验可以证明空气含有N2、O2、CO2和稀有气体

C 选用红磷是因为只能与空气中的氧气反应，且生成物为固体

D 集气瓶中先装入少量水是为了吸收生成物，防止污染空气

Answer 1

【答案】红磷+氧气五氧化二磷 装置漏气(未冷却至室温就打开止水夹) 红磷的量不足 不能 碳燃烧生成了CO2气体，装置内的压强无明显变化 装置的气密性良好 注射器活塞向左移动至12mL刻度处 注射器活塞向左移动至8mL刻度处 能避免生成的P2O5扩散到空气中，污染环境/ 容易读数/装置始终处于密闭状态，减少实验误差 C D

【解析】

(1)红磷与氧气在点燃条件下反应生成五氧化二磷，文字表达式为：红磷+氧气五氧化二磷；

(2)实验完毕，若进入集气瓶中水的体积不到总容积的五分之一，你认为导致这一结果的原因可能是装置漏气或红磷的量不足或装置未完全冷却就打开止水夹；

(3)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；

(4)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；若先夹紧弹簧夹，用酒精灯加热白磷，这只是消耗了40mL的试管中空气中的氧气，然后根据氧气约占空气总体积的五分之一，计算出被消耗氧气的体积为8mL，进而推测出注射器活塞向左移动8mL，注射器活塞向左移动至12mL刻度处；若不夹紧弹簧夹，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，消耗的氧气应该是试管和注射器内的氧气之和，60mL的五分之一，可观察到的现象为：活塞最终稳定在约8mL的刻度线上；

(5)图2的设计操作与图1比较，它可以防止磷燃烧产生的白烟散逸到空气中，再就是装置的刻度更清楚，读数更容易；

(6)A、集气瓶中的氧气的量是一定的，反应需要的红磷的量也是一定的，最终进入集气瓶中的水也是一定的，并不是燃烧匙中的红磷越多，水位上升越高，该选项说法不正确；

B、本实验可以证明空气中氧气的含量，但是不能证明空气中含有氮气、氧气、二氧化碳和稀有气体等，该选项说法不正确；

C、选用红磷是因为反应可以耗尽氧气，生成固态的五氧化二磷，该选项说法正确；

D、集气瓶底部有少量水，既能吸收反应的生成物，又可以防止空气污染，该选项说法正确。