Question

7．使用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的含量

（1）写出红磷在空气中燃烧的文字表达式磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷
（2）在集气瓶中加入少量水，并将水面上方空间分成5等份，如图1装置所示．待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，观察到烧杯中的水进入集气瓶，瓶内水面最终上升约至1刻度处．由此可知氧气约占空气总体积的$\frac{1}{5}$．
（3）实验后发现测定空气中氧气含量偏低，造成这种结果的可能原因是：红磷的量不足；没有冷却到室温就打开弹簧夹（填两种即可）．
（4）用碳替代红磷，完成上述实验，发现集气瓶内没有吸入水，其原因是碳燃烧产生的二氧化碳取代了氧气占据的空间，瓶内压强不变
（5）用该装置测量空气的组成在操作上会有一定的误差，例如左边的瓶塞若不及时塞进则会影响测量结果．为了避免这一影响，上述装置应如何改进？
（6）上述测量空气成分的实验装置虽然简单易行，但是有一个重大缺陷是生成物污染空气，且容器容积较大，测定结果误差较大，因此在老师的指导下讲实验改进为如图2所示的装置，该装置中添加注射器的作用是通过推拉注射器的活塞，能使装置中的氧气与铜粉充分发生反应．

Answer 1

分析 （1）首先根据反应原理找出反应物、生成物、反应条件，根据文字表达式的书写方法、步骤进行书写即可；
（2）根据红磷与氧气反应生成固体五氧化二磷，瓶内氧气消耗，压强降低，在外界大气压的作用下，水进入集气瓶进行解答；
（3）根据实验的注意事项进行解答；
（4）碳燃烧生成二氧化碳气体；
（5）可用着火点较低的白磷来代替红磷；
（6）根据反应的容器大小以及需要的药品来分析．

解答 解：（1）红磷在空气中燃烧生成五氧化二磷，反应的文字表达式为：磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷．故填：磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷；
（2）红磷与氧气反应生成固体五氧化二磷，瓶内氧气消耗，压强降低，在外界大气压的作用下，水进入集气瓶，所以待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，观察到烧杯中的水进入集气瓶，瓶内水面最终上升约至1刻度处．由此可知氧气约占空气总体积的$\frac{1}{5}$；故填：$\frac{1}{5}$；
（3）实验后发现测定空气中氧气含量偏低，造成这种结果的可能原因是红磷的量不足或没有冷却到室温就打开弹簧夹．故填：红磷的量不足；没有冷却到室温就打开弹簧夹；
（4）如果用碳替代红磷，碳燃烧产生的二氧化碳取代了氧气占据的空间，瓶内压强不变，会导致集气瓶内并没有吸入水．
故填：碳燃烧产生的二氧化碳取代了氧气占据的空间，瓶内压强不变；
（5）可用着火点较低的白磷来代替红磷，不用打开瓶塞，利用放大镜的聚光效果可引燃白磷；故填：用白磷来代替红磷；
（6）该实验探究在容积较小的容器内进行时，测定结果越精确，图1装置容积较大，且生成物五氧化二磷会对环境造成污染，改用图2所示装置，容积较小，测定结果比较精确，误差较小，铜与氧气的反应产物是氧化铜，不会对环境造成污染，图2中通过推拉注射器的活塞，能使装置中的氧气与铜粉充分发生反应．故填：生成物污染空气，且容器容积较大，测定结果误差较大；通过推拉注射器的活塞，能使装置中的氧气与铜粉充分发生反应．

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．