Question

6．某同学利用如图所示的装置测定空气中氧气的含量．请根据他的操作回答下列问题：
（1）检查整个装置的气密性后，点燃红磷后，迅速插入左边的广口瓶中；红磷燃烧时最明显的现象是产生大量白烟；红磷燃烧的化学方程式为4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₅．
（2）待燃烧停止，整个装置冷却至室温后，结果发现瓶内的水面上升，水进入集气瓶的直接原因是红磷燃烧消耗了瓶内的氧气，瓶内压强减小，且水面上升占钟罩体积的约$\frac{1}{8}$，则该同学得到的结论是测得的空气中氧气的体积分数为12.5%．与理论值21%相比较，产生误差的原因很可能是装置漏气或红磷不足，或装置未冷却等．
（3）空气主要成分按体积计算，约占21%是氧气，约占78%的是氮气，已知成年人每分钟大约吸入氧气8L，则每分钟大约需要吸入空气40L，这些空气的质量约为51.72克（已知空气密度为1.293g/L）．
（4）若将红磷换成木炭，该实验能否获得成功否（填“能”或“否”）？理由是碳与氧气反应，消耗氧气，但同时又生成二氧化碳气体，瓶中的压强没有减小．

Answer 1

分析 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．

解答 解：（1）红磷燃烧时最明显的现象是产生大量白烟；化学方程式为4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₅；
故答案为：产生大量白烟；4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₅；
（2）根据实验现象可以知道红磷燃烧消耗掉氧气，瓶内压强较小，打开弹簧夹，观察到烧杯中的水进入集气瓶，瓶内水面上升约占集气瓶容积的八分之一，该同学测得的空气中氧气的体积分数为$\frac{1}{8}$×100%=12.5%．与理论值21%相比较，产生误差的原因很可能原因是：装置漏气，或红磷不足，或装置未冷却等．
故答案为：红磷燃烧消耗了瓶内的氧气，瓶内压强减小；12.5%；装置漏气，或红磷不足，或装置未冷却等．
（3）空气主要成分按体积计算，约占21%是氧气，约占78%的是氮气，已知成年人每分钟大约吸入氧气8L，则每分钟大约需要吸入空气是8L÷$\frac{1}{5}$=40L，
质量是40L×1.293g/L=51.72g；故答案为：氧气；氮气；40；51.72g
（4）若将红磷换成木炭，该实验不能成功，因为碳与氧气反应，消耗氧气，但同时又生成二氧化碳气体，瓶中的压强没有减小；
故答案为：否；碳与氧气反应，消耗氧气，但同时又生成二氧化碳气体，瓶中的压强没有减小．

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．