Question

14．用来测定空气成分的方法很多，图1所示的是小明用红磷在空气中燃烧的测定方法．实验过程是：
第一步：将集气瓶容积划分为五等份，并做好标记．
第二步：点燃燃烧匙内的红磷，伸入集气瓶中并把塞子塞紧．
第三步：待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，发现水被吸入集气瓶中，进入集气瓶中水的体积约为集气瓶总容积的$\frac{1}{5}$．
请回答下列问题：
（1）红磷在集气瓶内燃烧的现象剧烈地燃烧，放出大量的热，产生大量白烟，反应的化学方程式4P+5O_{2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$} 2P₂ O₅．
（2）实验完毕，若进入集气瓶中水的体积不到总容积的$\frac{1}{5}$，你认为导致这一结果的原因可能是装置漏气．
（3）某同学对实验进行反思后，提出了改进方法（如图2所示 ），你认为改进后的优点是装置始终密闭，空气没有逸出，实验结果准确．

Answer 1

分析 （1）根据红磷在点燃条件下能和空气中的氧气反应生成五氧化二磷；结合化学方程式的书写进行分析；
（2）根据实验完毕，若进入集气瓶中水的体积不到总容积的五分之一，说明瓶内气体减少量不足五分之一，分析其原因主要为氧气未完全消耗或是冷却过程中空气进入瓶中所导致的结果，据此对实验进行分析；
（3）对比改进行前后的两种探究装置，可发现改进后不需要点燃红磷后再将燃烧匙伸入瓶中，可很好地避免因装置漏气而对结果带来的偏差．

解答 解：
（1）红磷燃烧的现象是：剧烈地燃烧，放出大量的热，产生大量白烟；红磷燃烧的化学方程式是4P+5O_{2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$} 2P₂ O₅；
（2）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；
（3）改进后的装置直接通过聚太阳光而引燃磷，避免了再次打开瓶塞而保持装置始终密封，减少了操作中人为因素所造成的偏差，可得到更准确的实验结果．
故答案为：
（1）剧烈地燃烧，放出大量的热，产生大量白烟过量；4P+5O_{2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$} 2P₂ O₅；
（2）装置漏气；
（3）装置始终密闭，空气没有逸出，实验结果准确．

点评 实验是化学的重要组成部分，正确的实验操作是得出科学结论的前提条件之一，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为得出正确的结论奠定基础．