题目内容

【题目】如图所示装置可粗略地测定空气中氧气和氮气的体积比。分析下列各步操作,回答问题:

(1)在试管底部铺一层细沙,并放一小块擦干的白磷(40度可燃烧),先关闭活塞,把螺旋状铜丝在酒精灯上加热后迅速插入大试管中并接触白磷,将胶塞塞紧,观察到的现象是__________________________________________________,白磷燃烧的化学符号表达式是______________________________

(2)待试管冷却后,打开活塞,观察到的现象是__________________________________;证明空气中氧气和氮气的体积比为_________;此实验同时说明氧气具有____________的性质。

(3)上述实验可用来测定空气中的含氧量,在做实验时,若水的高度没有达到预期的高度,这可能是由哪些原因引起的___________________________________________________

(4)同学们又设计了如下图所示的方案一和方案二来测定氧气含量。

方案一 方案二

两个方案的实验测定结果不同,测定结果比较准确的是方案_________,原因是____________________

【答案】白磷剧烈燃烧,放出热量发出黄色火焰, 产生大量白烟P+O2P2O5烧杯中的水沿导气管进入试管中,约占试管容积的五分之一1:4支持燃烧白磷的量不足,装置漏气,未冷却至室温就打开弹簧夹(其他合理答案都正确)方案二方案二的实验始终在密闭装置中进行,能保持瓶内气体在反应前不发生改变(或方案一在实验过程中打开了塞子,瓶中的气体成分在反应前发生了改变)。

【解析】

(1)白磷在空气中燃烧的现象是白磷剧烈燃烧,放出热量发出黄色火焰, 产生大量白烟故填白磷剧烈燃烧,放出热量发出黄色火焰, 产生大量白烟

白磷和氧气在点燃的条件下反应生成五氧化二磷,故文字表达式写为P+O2P2O5

(2)白磷燃烧消耗了试管内的氧气,管内压强减小,冷却后打开活塞,烧杯中的水沿导气管进入试管中,约占试管容积的五分之一故填烧杯中的水沿导气管进入试管中,约占试管容积的五分之一

进入试管内的水的体积就是原来试管内氧气的体积,为试管容积的1/5,那么氮气体积约为试管容积的4/5,则氧气与氮气的体积比为1:4,故填1:4;

白磷在试管内燃烧,说明氧气具有支持白磷燃烧的性质故填支持燃烧

(3)进入试管内的水少于预期值,表明反应后试管内有氧气剩余原因可能是白磷的量不足或装置的气密性差或未冷却至室温就打开弹簧夹故填白磷的量不足,装置漏气,未冷却至室温就打开弹簧夹(其他合理答案都正确);

(4)测定结果比较准确的应该是方案二故填二

方案二中不需打开塞子就可以点燃白磷实验始终在密闭装置中进行故填方案二的实验始终在密闭装置中进行,能保持瓶内气体在反应前不发生改变(或方案一在实验过程中打开了塞子瓶中的气体成分在反应前发生了改变)。

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