Question

为了测定空气中氧气的含量，如图，（1）将红磷点燃后，伸到集气瓶中产生的实验现象是    ；反应结束后，打开止水夹看到的现象是    ；此反应的化学表达式为：    ．
（2）若广口瓶中的水面上升小于，则可能是因为：除①白烟尚未消失就打开止水夹，②红磷的量不足，还有：③    ；
（3）该实验中红磷需稍过量，目的是    ；
（4）若将红磷换成木炭，该实验能否获得成功并说明理由：    ．
（5）已知Mg+O₂MgO（固体），Mg+N₂Mg₃N₂（固体），根据以上事实，能否用Mg来代替红磷来测定空气的组成成分？并说明理由：    ．

Answer 1

【答案】分析：（1）红磷在空气中燃烧是与空气中的氧气反应，反应的文字表达式为磷+氧气五氧化二磷；燃烧的现象是红磷剧烈燃烧并产生大量白烟，发白光、放热；红磷燃烧消耗了集气瓶中的氧气，待反应停止冷却后，瓶内气压小于外界的大气压，打开止水夹，烧杯中的水会在大气压的作用下进入集气瓶，直到集气瓶内外气压相等时为止，此时进入集气瓶的水约占集气瓶体积的；
（2）实验中注意事项有：气密性良好、红磷足量、反应充分、冷却后再打开止水夹；
（3）为了实验的准确性，为了将集气瓶中的氧气全部耗尽，所以应加入过量的红磷；
（4）验证空气中氧气的含量取用的药品为：在空气中只能与氧气反应，生成物为固体；
（5）由于镁能同时与氧气、氮气、二氧化碳反应，使瓶内气压减少，烧杯中的水进入集气瓶内的体积远大于氧气的体积．因此不能用镁代替红磷来测定空气的组成．
解答：解：（1）红磷燃烧的现象是红磷剧烈燃烧并产生大量白烟，发白光、放热；红磷燃烧消耗了集气瓶中的氧气，待反应停止冷却后，瓶内气压小于外界的大气压，打开止水夹，烧杯中的水会在大气压的作用下进入集气瓶，直到集气瓶内外气压相等时为止，此时进入集气瓶的水约占集气瓶体积的；在空气中燃烧是与空气中的氧气反应，反应的文字表达式为磷+氧气五氧化二磷；
（2）实验不成功还有可能是气密性不良好；
（3）加入过量的红磷是为了将集气瓶中的氧气全部耗尽；
（4）木炭在空气中燃烧生成二氧化碳气体，因此不能成功
（5）由于镁能同时与氧气、氮气、二氧化碳反应，使瓶内气压减少，烧杯中的水进入集气瓶内的体积远大于氧气的体积．因此不能用镁代替红磷来测定空气的组成．
故答案为：
（1）发出黄光，冒大量的白烟，生成一种白色固体；烧杯中的水进入集气瓶中，上升了集气瓶约体积；P+O₂P₂O₅
（2）装置漏气
（3）消耗完瓶中的氧气
（4）不能成功，因为生成了新的气体CO₂
（5）不能；因为Mg还能与空气中的氮气反应
点评：本题主要考查用红磷测定空气组成的实验原理、操作、现象、结论和注意事项，难度稍大．