Question

10．某同学利用如图所示的装置测定空气中氧气的含量（体积分数）．他的操作过程如下（有100mL和500mL量筒供选用）：
①、检查整个装置的气密性后，将c处的止水夹夹紧，点燃红磷后，迅速插入左边的广口瓶中；
②、待燃烧停止，整个装置冷却至室温后，将c处的止水夹打开．结果发现烧杯中的水进入到广口瓶中；
③、待烧杯中的水不能再进入广口瓶后，打开广口瓶的橡胶塞，将广口瓶中的水全部倒入到100mL量筒中，测得其中水的体积为76mL．
④该同学又设法准确地测定了实验前原广口瓶中空气的体积，数据为400mL．
回答下列问题：
（1）红磷燃烧时最明显的现象是产生大量的白烟；
（2）试写出红磷燃烧的文字表达式磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷，反应类型为化合反应；
（3）该同学测得的空气中氧气的体积分数为19%．与理论值21%相比较，产生误差的原因很可能是红磷的量不足等（合理即可）（导气管的体积忽略）

Answer 1

分析 （1）根据红磷燃烧的现象，进行分析解答．
（2）红磷燃烧生成五氧化二磷，据此进行分析解答．
（3）根据题意，待烧杯中的水不能再进入广口瓶后，打开广口瓶的橡胶塞，将广口瓶中的水全部倒入到100mL量筒中，测得其中水的体积为76mL，即测得的氧气的体积为76mL；原广口瓶中空气的体积，数据为400mL，据此进行分析解答．
实验后发现测得的氧气体积分数小于21%，根据误差偏小的可能因素，从反应原理、实验操作、装置是否漏气等方面进行分析解答．

解答 解：（1）红磷燃烧时最明显的现象是产生大量的白烟．
（2）红磷燃烧生成五氧化二磷，燃烧的文字表达式为磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷；该反应符合“多变一”的特征，属于化合反应．
（3）由题意，待烧杯中的水不能再进入广口瓶后，打开广口瓶的橡胶塞，将广口瓶中的水全部倒入到100mL量筒中，测得其中水的体积为76mL，即测得的氧气的体积为76mL；原广口瓶中空气的体积，数据为400mL，则该同学测得的空气中氧气的体积分数为$\frac{76mL}{400mL}$×100%=19%．
实验后发现测得的氧气体积分数小于21%，误差偏小的原因有：①红磷的量不足；②装置漏气；③没待装置冷却就打开了弹簧夹，并进行读数（因为此时剩余的气体在受热状态下，处于膨胀状态，占据了部分水的体积）等（合理即可）．
故答案为：（1）产生大量的白烟；（2）磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷；化合反应；（3）19；红磷的量不足等（合理即可）．

点评 本题难度不大，掌握测定原理（通过红磷燃烧消耗氧气，导致瓶内压强变小）、实验成功的关键（装置气密性要好；红磷要足量；要冷却到室温再读数）是正确解答此类题的关键．