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)。