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.（燃烧匙中药品为红磷）

小强:（如图2）选用实际容积为40 mL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_________、__________。

（3）如将燃烧匙中红磷换成硫磺粉，实验能否成功？为什么？________；______。

（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20 mL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，等到试管冷却后再松开弹簧夹。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）若按小强的设想进行实验，实际可能遇到诸多问题而发生危险，造成实验失败。例_______

Answer 1

【答案】红磷+氧气五氧化二磷 红磷的量不足 装置漏气 不成功 因为炭粉燃烧消耗氧气，但生成气体，压强几乎不变 装置气密性良好 活塞向左移动至12ml处停止 活塞向左移动至8ml处停止 测量更准确或防止造成空气污染 红磷燃烧放热压强增大造成橡皮塞冲出

【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：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15，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）若将红磷换成硫粉，该实验不能获得成功，因为硫与氧气反应，消耗氧气，但同时又生成二氧化硫气体，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 ，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到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）因为白磷燃烧放出大量的热，会使密闭体系内气体压强增大，所以该实验中可能出现的问题有：橡胶塞弹出、试管爆裂、注射器活塞弹出等。