Question

用来测定空气成分的方法很多，图一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：将集气瓶中装有空气部分的容积分为五等份，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

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．请回答下列问题：

（1）请写出发生反应的反应文字表达式：

 

，此反应的基本反应类型为

 

反应；上面的实验同时证明了氮气有

 

的化学性质．
（2）实验完毕，若进入集气瓶中水的体积不到总容积的

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，你认为导致这一结果的原因可能是

 

；
（3）某同学对实验进行反思后，提出了改进方法（如图二所示），你认为改进后的优点是：

 

．
（4）装置燃烧匙中若改放点燃的木炭，可以得到氧气约占空气体积

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的结论吗？为什么？

 

，

 

．

Answer 1

考点：空气组成的测定,反应类型的判定,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式

专题：空气与水

分析：（1）根据磷与氧气在点燃条件下反应生成五氧化二磷，结合化学方程式的书写进行分析；根据实验完成后红磷有剩余，而瓶内剩余的气体主要为氮气，由此可推断得到氮气不能燃烧、也不支持燃烧的化学性质；
（2）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；
（4）根据炭燃烧生成的CO₂与消耗的氧气的体积相等，木炭燃烧前后集气瓶内的压强不变

解答：解：
（1）磷与氧气在点燃条件下反应生成五氧化二磷，该反应的文字表达式为：磷+氧气

点燃

五氧化二磷．符合“多变一”，属于化合反应；若氮气能燃烧或能支持燃烧，则最终剩余气体不会是氮气或剩余氮气的体积会减小，而实验完成后剩余红磷而空气中氮气的量也没有减少，说明红磷不能在氮气中继续燃烧，可判断氮气不能燃烧、也不支持燃烧；
（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．
（4）上述实验中的红磷不能用木炭代替，原因是：木炭燃烧生成的CO₂与消耗的氧气的体积相等，木炭燃烧前后集气瓶内的压强不变．
答案：
（1）磷+氧气

点燃

五氧化二磷   化合    不能燃烧、也不支持燃烧
（2）装置漏气
（3）装置始终密闭，空气没有逸出，实验结果准确
（4）不能   木炭燃烧生成的CO₂与消耗的氧气的体积相等，木炭燃烧前后集气瓶内的压强不变

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．