Question

5．某同学用如图所示装置测定空气中氧气的体积分数．请你回答有关问题
（1）集气瓶中红磷燃烧的现象发出黄光，冒出大量的白烟，反应的文字表达式磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷．
（2）待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹观察到的现象是水沿着导管被压入集气瓶内，并进入集气瓶容积的五分之一．
由此得出的结论是氧气占空气体积的$\frac{1}{5}$．
（3）实验后发现测定出的空气中氧气的体积分数低于$\frac{1}{5}$，可能的原因是红磷的量不足、装置漏气等．（写两点）

Answer 1

分析 （1）根据磷燃烧的现象和文字表达式的写法考虑；
（2）根据装置内压强的变化考虑；
（3）造成测得氧气的体积分数小于五分之一的因素可以从以下四个方面考虑：①装置是否漏气②红磷的用量是否充足③瓶内的氧气是否耗尽④装置是否冷却到室温；

解答 解：（1）由于磷燃烧生成五氧化二磷是白色固体，现象是红磷燃烧发出黄光，冒出大量的白烟；反应的文字表达式为：磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷；
（2）磷燃烧消耗氧气使瓶内压强减小，在外界大气压的作用下水沿着导管被压入集气瓶内，并进入集气瓶容积的五分之一；由此得出的结论是氧气占空气体积的$\frac{1}{5}$；
（3）测定空气中氧气的含量实验原理：利用红磷燃烧消耗空气中的氧气，使左边集气瓶内气体体积变小，压强变小，从而在外部大气压的作用下使烧杯内的水进入集气瓶，通过测量进入集气瓶中水的量来确定空气中氧气的体积分数．如果所用红磷的量不足，造成瓶内空气中的氧气没有完全被消耗，所以会使所测得的氧气的体积分数偏小；如果装置漏气，则形成的压强差会从漏气的地方进入空气，也会导致进入集气瓶的水的量偏小，即测得氧气的体积分数偏小；故答案为：红磷的量不足；装置漏气等．
答案：
（1）发出黄光，冒出大量的白烟；磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷；
（2）水沿着导管被压入集气瓶内，并进入集气瓶容积的五分之一；氧气占空气体积的$\frac{1}{5}$；
（3）红磷的量不足；装置漏气等．

点评 本题以空气中氧气的含量为载体，考查了相关化学方程式的书写、所测氧气含量偏低的原因、氮气的性质等，考查学生科学探究和逻辑思维的能力．