Question

20．图甲所示的实验用来测定空气中氧气的体积分数．实验时要先关闭止水夹，将过量红磷在空气中点燃后迅速插入集气瓶中，盖紧胶塞，待红磷熄灭后，冷却至室温，打开止水夹，观察现象．

（1）写出实验中有关反应的化学反应式为4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₅．
（2）若按如图甲所示的实验测定的氧气体积分数大于$\frac{1}{5}$，你认为可能的原因是向广口瓶中伸入燃烧匙时空气因受热膨胀而部分排出．
（3）此实验中不能用木炭代替红磷的理由是生成二氧化碳气体，不会造成装置压强减小．
（4）用图乙所示的装置代替图甲所示的装置进行实验，其优点是更科学、准确．

Answer 1

分析 根据质量守恒定律正确书写化学方程式；进入广口瓶中是水的体积可看做是氧气的体积，算出水占集气瓶容积的分数即氧气的体积分数，结果偏大可从空气因受热膨胀而部分排出；根据木炭燃烧后的生成物的状态分析第3题，根据图乙避免了向广口瓶中伸入燃烧匙时空气因受热膨胀而部分排出而造成的结果不准确进行分析解答．

解答 解：（1）反应物为红磷和氧气，生成物是五氧化二磷，反应条件为点燃，反应的化学方程式为：4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₅；
（2）向广口瓶中伸入燃烧匙时空气因受热膨胀而部分排出可造成测定的氧气体积分数大于五分之一；
（3）不能用木炭代替红磷，理由是碳与氧气反应，生成二氧化碳气体，不会造成装置压强减小
（4）图乙避免了向广口瓶中伸入燃烧匙时空气因受热膨胀而部分排出而造成的结果不准确，其优点为更科学、准确；
故答案为：（1）4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₅；（2）向广口瓶中伸入燃烧匙时空气因受热膨胀而部分排出；（3）生成二氧化碳气体，不会造成装置压强减小；（4）更科学、准确．

点评 只有熟悉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，才能正确解答本题．