Question

17．小华为了探究空气的成分，设计了如下实验（如图示）：将导管上的弹簧夹夹紧，在燃烧匙中装满暗红色固体，把燃烧匙放在酒精灯火焰上，点燃固体后，迅速插入集气瓶内，塞紧橡皮塞．根据图示回答下列问题：
（1）燃烧匙中放的药品是红磷；
（2）写出红磷燃烧的符号表达式4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₅．
（3）水进入集气瓶的原因是磷燃烧消耗瓶内氧气，瓶内压强小于大气压；
（4）红磷燃烧时的现象发黄光、放出热量、冒出大量的白烟；
（5）冷却后，打开弹簧夹看到的现象是：烧杯内的水沿导管流入集气瓶中，约占集气瓶容积的$\frac{1}{5}$；
（6）结论是：氧气约占空总气体积的$\frac{1}{5}$；
（7）能否用木炭代替红磷，为什么？不能；木炭燃烧生成二氧化碳．

Answer 1

分析 本题是测定氧气在空气中的体积分数时，要把空气中的氧气消耗掉，在本实验中用的是红磷，装置设计的也比较好，要使本实验成功，必须注意以下几点：①装置的气密性好；②白磷足量；③必须冷却到室温再读数．最后得出氧气约占空气体积的$\frac{1}{5}$．还要注意红磷在空气中燃烧的现象：发黄光、放出热量、冒出大量的白烟．

解答 解：（1）用燃烧法除去密闭容器中空气成分里的氧气，要求物质可在空气中燃烧并不再生成气体物质．因此在测定空气成分时选用的物质必须满足以下要求：该物质在空气中能够燃烧；该物质是非气体状态的物质；对应的生成物不能是气体，燃烧匙内所放的药品是红磷；故填：红磷；
（2）磷和氧气在点燃的条件下生成五氧化二磷，故反应的方程式为：4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₅；
（3）水进入集气瓶的原因是：磷燃烧消耗瓶内氧气，内外产生压强差，瓶内压强小于大气压．故答案为：磷燃烧消耗瓶内氧气，瓶内压强小于大气压；
（4）红磷在空气中燃烧的现象：发黄光、放出热量、冒出大量的白烟．故答案为：发黄光、放出热量、冒出大量的白烟．
（5）（6）待燃烧停止，白烟消失并冷却后，打开止水夹，烧杯内的水沿导管流入集气瓶中，约占集气瓶容积的$\frac{1}{5}$；此实验得出的结论是：氧气约占空总气体积的$\frac{1}{5}$．故答案为：（5）烧杯内的水沿导管流入集气瓶中，约占集气瓶容积的$\frac{1}{5}$；（6）氧气约占空总气体积的$\frac{1}{5}$．
（7）此实验不能用木炭代替红磷，因为木碳与氧气反应生成二氧化碳气体，二氧化碳占了氧气的空间；故填：不能；木炭燃烧生成二氧化碳．

点评 本题考查了实验室探究空气中氧气的含量，对实验的误差进行了考查，有利于培养学生的实验操作能力和严谨科学的实验态度，特别是对分析实验能力的培养．