题目内容
12．
某同学用如图装置测定空气中氧气的体积分数．（1）红磷燃烧的现象是产生大量白烟，放出热量；文字表达式是磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷．
（2）红磷燃烧一段时间后，自动熄灭了，你认为原因是集气瓶里的氧气消耗完了．
（3）待该物质熄灭并冷却后，打开弹簧夹观察到的现象是烧杯中的水进入集气瓶，水位上升约$\frac{1}{5}$，由此得出的结论是空气中约含$\frac{1}{5}$体积的氧气．
（4）实验后发现测出的空气中氧气的体积分数不足$\frac{1}{5}$，可能的原因是（任写两点）装置漏气、红磷的量不够．
（5）由本实验可以推测氮气的物理性质难溶于水，化学性质不和氧气反应，不支持燃烧．
（6）燃烧匙中的红磷不能（“能”或“不能”）用细铁丝来代替．
分析 （1）白磷燃烧产生大量白烟，放出热量，该反应生成了五氧化二磷，可以据此写出该反应的文字表达式；
（2）根据氧气的助燃性来考虑；
（3）测定空气中氧气的含量，我们常用燃烧红磷的方法，生成的白色固体是五氧化二磷，几乎不占空间，使得内外产生气压差，产生倒吸现象，从而得出结论；
（4）保证本实验成功的关键是：①装置气密性好；②红磷要足量；③要冷却至室温再读数等；
（5）对比氧气和环境来具体分析氮气的性质；
（6）红磷不能用细铁丝来代替．
解答 解：（1）白磷燃烧产生大量白烟，放出热量，该反应生成了五氧化二磷，出该反应的文字表达式为：磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷；
（2）由于氧气具有助燃性，所以集气瓶里的氧气消耗完了，或氧气的含量少了，都能熄灭；
（3）红磷燃烧消耗了空气中的氧气，使得瓶内压强减少，打开弹簧夹后，有水进入集气瓶，水位上升约$\frac{1}{5}$，水位上升的体积就是氧气的体积，由此可得出结论：空气中约含$\frac{1}{5}$体积的氧气；
（4）如果实验中因红磷量不足，而氧气没有完全消耗或因装置漏气而在冷却，过程中进入少量空气或未冷却至室温而打开弹簧夹或烧杯中的水太少等，都可能出现进入集气瓶中水的体积不到总容积的五分之一的结果．
（5）氮气的性质的归纳，要从本实验的实际来进行，不要脱离题目去回答和分析．实验中当装置内进入水以后，氮气依然能够存在这就说明氮气是难溶于水的也不和水反应．另外在红磷和氧气反应的过程中，氮气没有被消耗，所以氮气不和氧气、红磷反应，可以概括为性质稳定，当然也可以分开叙述，就是不和氧气反应，不支持燃烧等．
（6）铁丝在空气中不燃烧，不能用细铁丝来代替．
故答案为：（1）产生大量白烟，放出热量；磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷；
（2）集气瓶里的氧气消耗完了（或剩余氧气极少很难支持红磷燃烧了）；
（3）烧杯中的水进入集气瓶，水位上升约$\frac{1}{5}$；空气中约含$\frac{1}{5}$体积的氧气；
（4）装置漏气；红磷的量不够；'
（5）难溶于水；不和氧气反应，不支持燃烧等．
（6）不能．
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．
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